KR101933225B1 - Ventilation gas management systems and processes - Google Patents
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Abstract
유체 공급 용기(들)를 포함하고, 용기로부터의 유체 누출 발생시에 안전한 작동을 제공하도록 환기 가스가 관류하는 인클로저를 위한 환기 가스 관리 시스템 및 공정에 관한 것이다. 환기 가스 유동은 반도체 제조 설비에서 예컨대 가스 박스 또는 가스 캐비넷과 같은 유체 공급 용기(들)를 포함하는 그러한 인클로저의 배치 및 작동과 관련된 다양한 위험 수준을 수용하도록 조절됨으로써, 그렇지 않았으면 그러한 배치 및 작동에 요구될 환기 가스 요건을 줄일 수 있다.To a ventilation gas management system and process for an enclosure that includes a fluid supply container (s) and through which ventilation gas is perfused to provide safe operation upon occurrence of fluid leakage from the container. The ventilation gas flow may be adjusted to accommodate various levels of risk associated with the placement and operation of such enclosures, including fluid supply container (s), such as gas boxes or gas cabinets, in semiconductor manufacturing facilities, The required ventilation gas requirements can be reduced.
Description
"환기 가스 관리 시스템 및 공정"에 대해 올랜더 더블유 칼과 마간스키 폴 제이의 명의로 2010년 1월 14일에 출원된 미국 가특허 출원 제 61/295,150 호의 우선권에 대한 이익을 본원에서 주장한다. 이리하여 상기 미국 가특허 출원 제 61/295,150 호의 개시 내용 전체는 본원에 참조로 관련되어 있다.This application claims the benefit of priority of U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 295,150, filed on January 14, 2010, in the name of Ollender W. Carl and Marginski Paul J. for "Ventilation Gas Management System and Process". Thus the entire disclosure of the above-mentioned U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 295,150 is hereby incorporated by reference.
본 발명은 일반적으로 환기 가스 관리 시스템 및 공정에 관한 것이다. 다양한 실시형태에서, 본 발명은 보다 구체적으로는 유체 공급 용기를 포함하는 가스 박스와 가스 캐비넷을 환기시키는데 사용되는 배출 시스템 및 이를 이용하는 반도체 제조 설비 및 공정에 관한 것이다.The present invention generally relates to a ventilation gas management system and process. In various embodiments, the present invention is more specifically directed to a gas box including a fluid supply container and a discharge system used to vent the gas cabinet and a semiconductor manufacturing facility and process utilizing the same.
ATMI, Inc.(미국 코네티컷주 댄버리)에 의해 "SDS" 라는 상품명으로 상용화되어 있는 종류의 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기의 사용시, 유체는 폐 용기 내의 물리적 흡착제에 저장되며, 분배 조건하에서 탈착되어 유체가 사용을 위해 공급된다. 분배 조건은 용기 내의 내부 공간과 그 용기의 밸브 헤드에 연결된 분배 라인 간의 압력차, 용기 내 흡착제에 대한 열의 입력 또는 용기를 통과하는 캐리어 가스의 유동 또는 둘 이상의 이러한 분배 모드를 포함할 수 있으며, 그리하여 유체는 용기로부터의 배출을 위해 탈착된다. 유체가 흡착 상태에서 저장되는 결과, 저장 및 분배 용기 내의 유체 압력은 매우 낮게, 예컨대 대기압 이하로 유지될 수 있다.When using adsorber-based fluid storage and dispensing vessels of the type commercially available under the trade designation "SDS" by ATMI, Inc. of Danbury, Conn., The fluid is stored in the physical adsorbent in the waste vessel and desorbed under dispensing conditions Fluid is supplied for use. The dispensing conditions may include a pressure difference between the interior space within the container and the dispensing line connected to the valve head of the container, the input of heat to the adsorbent in the container, the flow of carrier gas through the container, or more than one such dispensing mode, The fluid is desorbed for discharge from the vessel. As a result of the fluid being stored in the adsorbed state, the fluid pressure in the storage and dispensing vessel can be kept very low, e.g. below atmospheric pressure.
이러한 저압 저장의 결과, 흡착제계 용기는 종래의 고압 유체 공급 실린더(대기압 보다 매우 높은 압력, 예컨대 800 ~ 2000 psig 정도의 압력에서 유체를 포함할 수 있음)에 비해 실질적으로 개선된 안전성을 갖는다. 이러한 고압 실린더는 실린더 누출시 상당히 위험하다. 고압 실린더내의 유체는 실린더 주변 환경 보다 상당히 높은 압력에 있기 때문에, 이러한 파열 또는 누출이 발생하며, 모든 유체 잔량이 실린더의 주변 환경으로 급속하게 분산될 수 있다.As a result of this low pressure storage, the sorbent-based vessel has substantially improved safety compared to conventional high pressure fluid supply cylinders (which can contain fluids at pressures much higher than atmospheric, for example, at pressures of the order of 800 to 2000 psig). These high-pressure cylinders are extremely dangerous when the cylinder leaks. Since the fluid in the high-pressure cylinder is at a considerably higher pressure than the ambient environment of the cylinder, such rupture or leakage occurs, and all the fluid residual amount can be rapidly dispersed into the surrounding environment of the cylinder.
대조적으로, 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기에서 누출이 발생하면, 낮은 유체 저장 압력으로 인해 주변 환경으로의 이러한 분산은 최소화된다. 더욱이, 저장 압력이 대기압 보다 낮은 경우, 용기 내로의 주변 가스의 정미(net) 유입이 있을 것이다. 이러한 정미 유입은 용기 내용물을 희석시키고 또한 용기 근처의 위험의 위협을 더욱 줄여주는 역할을 하고, 그래서 고압 유체 공급 실린더와 관련한 누출에 특징인 문턱 한계값 보다 높은 레벨에서 독성 또는 위험한 유체가 급속히 배출되는 것을 피할 수 있다.In contrast, when leaks occur in the sorbent-based fluid storage and dispensing vessel, this dispersion into the environment is minimized due to the low fluid storage pressure. Furthermore, if the storage pressure is lower than the atmospheric pressure, there will be a net inflow of ambient gas into the vessel. This net inflow serves to dilute the contents of the vessel and further reduce the risk of danger near the vessel and thus to release toxic or dangerous fluids at a level higher than the threshold limit characteristic of leaks associated with the high pressure fluid supply cylinder Can be avoided.
실질적으로 향상된 안전성 면에서, 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기는 반도체 제조 산업에서처럼 독성 또는 위험한 유체가 유체 이용 공정 및 장비에 분산되어야 하는 경우에 널리 사용되고 있다.In view of substantially improved safety, sorbent-based fluid storage and dispensing vessels are widely used where toxic or hazardous fluids, such as in the semiconductor manufacturing industry, must be dispersed in fluid utilization processes and equipment.
반도체 제조시, 이러한 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기는 화학적 증기 증착, 에칭, 이온 주입, 원자층 증착, 정화 등을 포함하여 다양한 제조 작업에서 이용될 수 있다.In semiconductor manufacturing, such sorbent-based fluid storage and dispensing vessels can be used in a variety of manufacturing operations, including chemical vapor deposition, etching, ion implantation, atomic layer deposition, purification, and the like.
이온 주입시, 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기가 특히 널리 사용되고 있는데, 주입용 도펀트 가스는 대기압 보다 낮은 압력에서 저장되고, 분리되어 있는 이온성 종(ionic species)의 발생을 위한 이온원에 분배되어 주입용 이온 빔을 형성하게 된다.At the time of ion implantation, sorbent-based fluid storage and dispensing vessels are particularly popular, wherein the dopant gas for implantation is stored at a pressure lower than atmospheric pressure and is distributed to the ion source for the generation of the separated ionic species, So as to form an ion beam.
반도체 제조 산업에서, 내부적으로 압력 조절되는 유체 공급 용기가 또한 종래의 고압 가스 실린더에 대한 안전한 대안으로서 널리 사용되고 있다. 내부적으로 압력 조절되는 이러한 유체 공급 용기는 ATMI, Inc.(미국 코네티컷주 댄버리)로부터 상품명 VAC로 상업적으로 구입가능하며, 유체 공급 용기의 내부 공간 내에서 하나 이상의 조절 장치를 이용한다. 이러한 유체 공급 용기에서 사용되는 조절 장치는 공급 용기에서 배출되는 유체의 원하는 분배 압력, 예컨대 대기압 보다 낮은 분배 압력 또는 낮은 초대기압 분배 압력이 제공되도록 선택되는 압력 설정점을 갖는다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0003] In the semiconductor manufacturing industry, internally pressure controlled fluid supply vessels are also widely used as a safe alternative to conventional high pressure gas cylinders. Internally pressure controlled such fluid supply vessels are commercially available from ATMI, Inc. (Danbury, Conn.) Under the trade name VAC and utilize one or more regulating devices within the interior space of the fluid supply container. The regulating device used in such a fluid supply container has a pressure set point at which a desired distribution pressure of the fluid discharged from the supply container, e.g., a distribution pressure lower than the atmospheric pressure, or a low superatom pressure distribution pressure, is provided.
상기 반도체 제조 작업시, 가스 캐비넷 또는 가스 박스와 같은 인클로저(enclosure) 안에 유체 공급 용기를 두는 것이 통상적인 관행이다. 이들 격납 구조는 유체 저장 및 분배 용기(들)가 사용을 위해 설치될 수 있는 폐쇄된 내부 공간을 제공한다. 인클로저 안에서 분배 용기들은 특정 용기로부터 유체를 유동 회로의 유동 라인에 선택적으로 배출하기 위해 그러한 유동 회로와 연결되어 있다. 인클로저 내의 유동 회로는 인클로저 밖의 유동 회로(유체 라인, 도관, 매니폴드 등을 포함한다)와 연결되어 있는데, 인클로저 밖의 유동 회로에 의해 유체가 하류의 사용 지점으로 전달된다. 가스 캐비넷 내의 유동 회로 및 그 캐비넷 밖의 유동 회로는 특성이 다양하게 변할 수 있으며, 유동 제어 밸브, 조절기, 질량 유동 제어기, 전자 압력 센서, 압력 변환기, 열 추적 부재, 제한 유동 오리피스, 과유동 밸브, 필터, 정화기, 과압 경감 장치, 매니폴드, 혼합 장치, 밸브 매니폴드 박스, 스너버(snubber), 열전대, 사이드스트림 샘플링 구조, 로태미터(rotameter), 액주 압력계, 구성 요소 센서 및 인클로저 내의 유체 저장 및 분배 용기로부터 유체를 사용 지점으로 전달하기 위한 특정의 유동 장치에 이용되는 다른 구성품을 포함하는 유체 유동로를 포함할 수 있다.It is common practice in the semiconductor manufacturing operations to place the fluid supply container in an enclosure such as a gas cabinet or gas box. These enclosures provide a closed interior space through which the fluid storage and dispensing vessel (s) can be installed for use. Dispensing vessels in the enclosure are connected to such flow circuitry to selectively drain fluid from a particular vessel to the flow line of the flow circuit. The flow circuit in the enclosure is connected to a flow circuit (including fluid lines, conduits, manifolds, etc.) outside the enclosure where fluid is delivered to the downstream point of use by the flow circuitry outside the enclosure. The flow circuit in the gas cabinet and the flow circuitry outside the cabinet can vary in characteristics and can be controlled by a flow control valve, a regulator, a mass flow controller, an electronic pressure sensor, a pressure transducer, a heat tracing member, a restricted flow orifice, , Fluid reservoir and distribution in a purifier, overpressure relief device, manifold, mixing device, valve manifold box, snubber, thermocouple, side stream sampling structure, rotameter, liquid manometer, component sensor and enclosure And a fluid flow path including other components used in a particular flow device for delivering fluid from the container to a point of use.
가스 캐비넷 또는 가스 박스와 같은 유체 용기 인클로저는 일반적으로 인클로저를 관류하는 환기 가스(예컨대, 공기)로 배기되며, 따라서 유체 저장 및 분배 용기에서 누출된 유체는 환기 가스의 흐름에 동반되어 휩쓸려 나가게 된다. 누출된 유체 성분을 포함하는 최종 환기 가스 유출물은 스크러버 또는 다른 처리 유닛으로 보내져, 환기 가스 중에 있는 독성 또는 위험한 성분들이 감소되어, 처리된 환기 가스는 대기 중으로 또는 다른 처리 또는 사용을 위해 배출될 수 있다.Fluid container enclosures, such as gas cabinets or gas boxes, are typically vented to a venting gas (e.g., air) that is passing through the enclosure, so that fluid leaking from the fluid storage and dispensing vessel is swept away along with the flow of venting gas. The final ventilation gas effluent, including the leaking fluid component, is sent to a scrubber or other processing unit to reduce toxic or hazardous components in the vent gas and the treated vent gas can be vented into the atmosphere or for other processing or use have.
반도체 제조 설비에서 유체 공급 용기를 담고 있는 가스 박스 및 다른 인클로저의 환기에 이용되는 환기 가스는, 고압 가스 실린더로부터의 가스의 누출로 인한 최악의 방출(WCR)의 봉쇄를 고려하여, 일반적으로 300 ~ 500 ft.3/min의 유량으로 연속적으로 그러한 인클로저를 관류하게 된다.The ventilation gas used in the ventilation of the gas box and the other enclosure containing the fluid supply container in the semiconductor manufacturing facility is generally in the range of 300 to 300 mm, considering the containment of the worst emission (WCR) due to leakage of gas from the high- 500 ft. 3 / min flow rate through the enclosure.
통상적으로 가스 박스에는, 소제(sweep) 공기가 제어된 유량으로 그 가스 박스 안으로 유입할 수 있게 해주는 영구적인 개구 및 유체 분배 용기의 시스템 유지 보수 및/또는 교체를 위해 선택적으로 열릴 수 있는 접근 포트 또는 도어가 구성되어 있다. 반도체 제조 설비에서 가스 박스를 관류하는 환기 가스의 유량은 일반적으로 가스 박스에 주어지는 환기 가스 유동을 인출하여 가스 박스를 배기하는데 사용되는 덕트의 덕트 직경 및 설비의 하우스 환기/배기 시스템에서 발생되거나 가해지는 정압에 따르게 된다. 배기 덕트에는 댐퍼가 구비될 수 있으며, 또는 가스 박스의 도어는 통풍창(louver)이 제공될 수 있는데, 이는 가스 박스를 통과하는 특정의 공기 유동을 제공하기 위해 사용된다.Typically, the gas box is provided with a permanent opening that allows sweep air to flow into the gas box at a controlled flow rate and an access port that can be selectively opened for system maintenance and / or replacement of the fluid dispense vessel The door is constructed. The flow rate of the ventilation gas passing through the gas box in the semiconductor manufacturing facility is generally determined by the duct diameter of the duct used to draw out the ventilation gas flow given to the gas box to exhaust the gas box and the duct diameter of the ventilation / It follows the static pressure. The exhaust duct may be provided with a damper, or the door of the gas box may be provided with a louver, which is used to provide a specific air flow through the gas box.
현재의 가스 박스 환기 실행은 국제 화재 규칙의 3704.1.2 절에 명시되어 있는데, 이에 따르면 가스 캐비넷 접근 포트 또는 창문의 면에서의 평균 면속도는 200 ft/min 미만이 될 수 없고, 접근 포트 또는 창문의 어느 지점에서도 최소 속도는 150 ft/min이다. 유사한 기준이 환기 실행에 대한 반도체 장비 제작 업체 국제(SEMI) 조직에 의해 공포되었다.The current gas box ventilation practices are specified in section 3704.1.2 of the International Fire Regulations, which means that the average surface velocity in the gas cabinet access port or window plane can not be less than 200 ft / min and the access port or window The minimum speed is 150 ft / min. Similar standards have been promulgated by the Organization for Semiconductor Equipment Manufacturers International (SEMI) for ventilation practices.
이러한 규제는 인클로저의 접근 도어가 개방되면 공기 흡입량을 충분하게 하여 그 시간 중에 존재할 수 있는 또는 방출될 수 있는 독성 또는 위험한 종을 잡아 예컨대 독성 가스에 대한 작업자 노출을 개인 노출 한계(PEL)의 1/4 이하로 유지하기 위한 것이다. 이러한 규제의 준수는 가스 박스 내에 분배되는 유체가 실란(silane)과 같이 자연 발화성을 가질 때 특히 중요한 것이다. 이러한 경우, 누출된 자연 발화성 유체를 안전 농도, 예컨대 그의 폭발 하한(LEL) 또는 가연 하한(LFL)의 1/4의 농도로 희석시키는데 충분한 양의 환기 가스를 가스 박스에 관류시키는 것이 바람직하다.Such regulation may allow for sufficient air intake when the access door of the enclosure is opened to trap toxic or hazardous species that may or may be present during that time, for example, exposing the operator exposure to toxic gases to 1 / 4 or less. Compliance with these regulations is particularly important when the fluid dispensed into the gas box has spontaneous ignition properties, such as silane. In this case, it is desirable to infuse the ventilation gas into the gas box in an amount sufficient to dilute the spontaneously flammable fluid to a safe concentration, for example, a concentration of 1/4 of its lower explosive limit (LEL) or lower limit of flammability (LFL).
당업계에서는 반도체 제조 설비(유체 저장 분배 용기를 사용하여 증기 증착 실 및 이온 주입 장비와 같은 유체 이용 유닛에 유체를 공급함)와 같은 유체 이용 설비에서 가스의 이용과 관련한 안전성 및 경제성을 계속 개선하려 하고 있다.The art continues to improve the safety and economics associated with the use of gas in fluid utilization facilities such as semiconductor manufacturing facilities (using fluid storage dispensing vessels to provide fluid to fluid utilization units such as vapor deposition chambers and ion implantation equipment) have.
본 발명은, 유체 공급 용기(들) 및/또는 유동 회로로부터의 유체 누출과 관련하여 안전한 작동을 보장하도록 유체 공급 용기(들) 및 관련 유동 회로를 포함하는 인클로저를 환기 가스가 관류하는 공정 설비에서의 환기 가스를 관리하기 위한 시스템과 공정에 관한 것이다.The present invention is directed to a process facility in which ventilation gas flows through an enclosure containing fluid supply container (s) and associated flow circuitry to ensure safe operation in connection with fluid leakage from fluid supply container (s) and / And more particularly, to a system and a process for managing the ventilation gas of the air conditioner.
일 양태에서, 본 발명은 인클로저를 위한 환기 가스 관리 시스템에 관한 것으로서, 인클로저는 유체 공급 용기, 및 이 유체 공급 용기에 연결되어 있고 인클로저를 통해 환기 가스를 유동시키도록 구성된 유동 회로를 포함하며,In one aspect, the present invention is directed to a ventilation gas management system for an enclosure, the enclosure including a fluid supply container and a flow circuit connected to the fluid supply container and configured to flow the ventilation gas through the enclosure,
이러한 환기 가스 관리 시스템은,Such a ventilation gas management system,
인클로저를 통한 환기 가스 유동을 제어하는 유동 조절기;A flow regulator for controlling the ventilation gas flow through the enclosure;
(ⅰ) 상기 인클로저 내의 상기 유체 공급 용기 또는 관련 유동 회로로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준에 영향을 미치는 유체 공급 용기의 특성, 인클로저의 특성, 또는 유체 공급 용기 내의 유체 또는 그 용기로부터 분배되는 유체의 특성을 모니터링하며, 또한 (ⅱ) 모니터링되는 특성과 상관이 있는 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 어셈블리; 및 (I) the characteristics of the fluid supply container, the characteristics of the enclosure, or the fluid in the fluid supply container or dispense from the fluid supply container, which affects the level of hazard or risk associated with fluid leakage from the fluid supply container or associated flow circuit within the enclosure (Ii) a monitoring assembly for outputting a monitoring signal correlated with the monitored characteristic; And
상기 모니터링 어셈블리로부터 모니터링 신호를 수신하고, 상기 인클로저 내의 유체 공급 용기로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준과 관련하여 유동 조절기를 응답적으로 조정하도록 배치된 제어기를 포함한다.And a controller arranged to receive monitoring signals from the monitoring assembly and responsively adjust the flow regulator in relation to the level of hazards or hazards associated with fluid leakage from the fluid supply vessel in the enclosure.
다른 양태에서, 본 발명은 환기 가스가 관류하는 인클로저 내의 유체 공급부로부터 가스를 공급하는 방법에 관한 것으로서, 이러한 방법은 상기 인클로저 내의 유체 공급부 또는 관련 유동 회로로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준에 영향을 미치는 유체 공급부의 특성, 인클로저의 특성, 또는 유체 공급부 내의 유체 또는 그 유체 공급부로부터 분배되는 유체의 특성을 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링에 응답하여, 상기 인클로저 내의 유체 공급부로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준과 관련하여 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 조절하는 단계를 포함한다.In another aspect, the present invention relates to a method of supplying gas from a fluid supply in an enclosure through which a vent gas flows, the method comprising the steps of: providing a gas supply to a fluid supply in the enclosure; Monitoring the characteristics of the influencing fluid supply, the characteristics of the enclosure, or the characteristics of the fluid in the fluid supply or the fluid supply from the fluid supply; and in response to the monitoring, the fluid leakage from the fluid supply in the enclosure And controlling the flow of ventilation gas through the enclosure with respect to the level of hazard or danger.
또 다른 양태에서, 본 발명은 공정 유닛을 관류하는 배출물의 작동을 관리하는 방법에 관한 것으로서, 본 방법은 위험 또는 유해 수준을 결정하는 공정 유닛의 적어도 하나의 조건 또는 작동 변수를 모니터링하는 단계와, 모니터링되는 조건(들) 또는 작동 변수(들)로부터 결정되는 위험 또는 유해 수준에 응답하여 배출물을 복수의 대안적인 배출물 처리부들 중 하나로 보내는 단계를 포함한다.In another aspect, the present invention is directed to a method of managing operation of an effluent streaming through a process unit, the method comprising: monitoring at least one condition or operating parameter of a process unit determining a risk or hazard level; Responsive to a risk or hazard level determined from the monitored condition (s) or operational parameter (s), to the one of the plurality of alternative emission processing units.
본 발명의 다른 양태, 특징 및 실시형태는 이하의 개시 내용과 첨부된 청구 범위로부터 더욱 완전히 명백해질 것이다.Other aspects, features, and embodiments of the present invention will become more fully apparent from the following disclosure and appended claims.
도 1은 흡착제계 유체 공급 용기를 포함하고 유체 공급 용기 내의 유체 잔량에 따라 환기 가스 유동을 조절하도록 되어 있는 가스 캐비넷을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 작동을 위해 공기 배출물의 사용을 필요로 하는 반도체 제조 공정 설비를 개략적으로 나타내는 것으로, 가스 박스와 주입기 인클로저의 환기는 그안에서의 공정 조건에 따라 조절된다.
도 3은 환기 가스가 통과할 수 있도록 되어 있는 복수의 흡착제계 유체 공급 용기를 포함하는 가스 캐비넷을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 복수의 흡착제계 유체 공급 용기가 들어 있는 가스 캐비넷을 포함하는 유체 공급 시스템을 개략적으로 나타내는 것으로, 여기서 가스 캐비넷은 각각의 유체 공급 용기를 위한 서브인클로저를 제공하도록 분할되어 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 schematically depicts a gas cabinet comprising an adsorbent-based fluid supply vessel and adapted to regulate the flow of ventilation gas according to the fluid level in the fluid supply vessel.
Figure 2 schematically illustrates a semiconductor manufacturing process facility that requires the use of air emissions for operation, wherein the ventilation of the gas box and injector enclosure is controlled according to the process conditions therein.
Figure 3 schematically shows a gas cabinet comprising a plurality of adsorbent-based fluid supply vessels through which ventilation gases are allowed to pass.
Figure 4 schematically depicts a fluid supply system including a gas cabinet containing a plurality of adsorbent based fluid supply vessels, wherein the gas cabinet is divided to provide a sub enclosure for each fluid supply vessel.
본 발명은 환기 가스 관리 시스템 및 공정에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 유체 저장/분배 용기들을 포함하는 인클로저를 위한 환기 가스 관리 시스템 및 이러한 환기 가스 관리를 위한 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a ventilation gas management system and process, and more particularly, to a ventilation gas management system for an enclosure containing fluid storage / dispensing vessels and a process for such ventilation gas management.
일 실시형태에서, 본 발명은 인클로저를 위한 환기 가스 관리 시스템을 의도하는데, 상기 인클로저는 유체 공급 용기, 및 이에 연결되어 있고 인클로저를 통해 환기 가스를 유동시키도록 구성된 유동 회로를 포함하며, 본 환기 가스 관리 시스템은, (a) 인클로저를 통한 환기 가스 유동을 제어하는 유동 조절기, (b) (ⅰ) 상기 인클로저 내의 유체 공급 용기 또는 관련 유동 회로로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준에 영향을 미치는 유체 공급 용기의 특성, 인클로저의 특성, 또는 유체 공급 용기 내의 유체 또는 그 용기로부터 분배되는 유체의 특성을 모니터링하며, 또한 (ⅱ) 모니터링되는 특성과 상관이 있는 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 어셈블리, 및 (c) 상기 모니터링 어셈블리로부터 모니터링 신호를 수신하고, 상기 인클로저 내의 유체 공급 용기로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준과 관련하여 유동 조절기를 응답적으로 조정하도록 배치된 제어기를 포함한다.In one embodiment, the present invention contemplates a ventilation gas management system for an enclosure comprising a fluid supply vessel and a flow circuit connected thereto and configured to flow ventilation gas through the enclosure, wherein the ventilation gas The management system comprises: (a) a flow regulator that controls ventilation gas flow through the enclosure; (b) a flow regulator that (i) affects the level of hazard or risk associated with fluid leakage from the fluid supply container or associated flow circuitry within the enclosure A monitoring assembly that monitors the characteristics of the fluid supply vessel, the characteristics of the enclosure, or the characteristics of the fluid in the fluid supply vessel or the fluid dispensed therefrom, and (ii) a monitoring signal that is correlated with the monitored characteristics, and c) receiving a monitoring signal from the monitoring assembly, With regard to harmful or level of risk associated with the fluid leakage from the fluid supply vessel comprises a controller arranged to adjust the flow controller to responsively.
이러한 시스템에서 모니터링되는 특성은 어떤 적절한 종류라도 될 수 있으며, 예컨대 유체 공급 용기 내의 유체 잔량; 유체 공급 용기 내의 유체 압력; 유체 공급 용기의 하류에 있는 가스 전달 매니폴드 내의 유체 압력; 유체 공급 용기의 벽에서의 스트레인; 상기 유체를 포함하는 유체 공급 용기의 중량; 유체 공급 용기의 내부 공간에 배치되는 물리적 흡착제의 물리적 흡착 특성; 유체 공급 용기의 온도; 인클로저 내의 온도; 상기 유체 공급 용기로부터 분배되는 유체의 누적 부피; 유체 공급 용기로부터의 유체 분배 기간; 유체 공급 용기로부터 분배되는 유체의 속도; 상기 인클로저 내의 주변 조건; 유체 공급 용기 내의 유체 조건; 인클로저의 접근 구조체의 개폐 특성; 및 유체 공급 용기, 유동 회로, 인클로저 및/또는 분배되는 유체를 소비하는 공정과 관련된 경보 조건으로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 특성을 포함할 수 있다.The properties monitored in such a system may be of any suitable type, such as the amount of fluid remaining in the fluid supply vessel; Fluid pressure in the fluid supply vessel; The fluid pressure in the gas delivery manifold downstream of the fluid supply vessel; Strain at the wall of the fluid supply vessel; The weight of the fluid supply container comprising the fluid; The physical adsorption characteristics of the physical adsorbent disposed in the inner space of the fluid supply vessel; The temperature of the fluid supply vessel; Temperature in the enclosure; A cumulative volume of fluid dispensed from the fluid supply vessel; A fluid dispense period from the fluid supply vessel; The velocity of the fluid dispensed from the fluid supply vessel; Ambient conditions within the enclosure; Fluid conditions in the fluid supply vessel; Opening and Closing Characteristics of Approach Structure of Enclosure; And at least one property selected from the group consisting of fluid supply vessels, flow circuits, enclosure and / or alarm conditions associated with the process of consuming the fluid being dispensed.
일 실시형태에서, 상기 모니터링 어셈블리는 유체 공급 용기의 외벽에 설치되는 스트레인 게이지를 포함하며, 이 스트레인 게이지는 용기벽의 스트레인을 나타내는 대응 신호를 모니터링 신호로서 출력하게 된다. 다른 실시형태에서, 모니터링 어셈블리는 유체 공급 용기에서 분배되는 유체의 압력을 모니터링하도록 되어있는 압력 변환기를 포함한다.In one embodiment, the monitoring assembly includes a strain gauge mounted on the outer wall of the fluid supply vessel, which outputs a corresponding signal indicative of the strain of the vessel wall as a monitoring signal. In another embodiment, the monitoring assembly includes a pressure transducer adapted to monitor the pressure of the fluid dispensed in the fluid supply vessel.
유동 조절기는 어떤 적절한 종류라도 될 수 있는데, 예컨대 유동 제어 밸브, 댐퍼, 크기 가변형 제한 유동 오리피스 장치(variable-size restricted flow orifice devices), 질량 유동 제어기, 가변 속도 펌프 및 가변 속도 송풍기로 이루어진 그룹에서 선택되는 유동 제어 장치를 포함할 수 있다.The flow regulator may be of any suitable type, such as, for example, a flow control valve, a damper, variable-size restricted flow orifice devices, a mass flow controller, a variable speed pump and a variable speed blower And a flow control device.
모니터링 어셈블리는 다양한 종류의 특정 장치 요소들 중 어떤 것이라도 포함할 수 있는데, 예컨대 인클로저의 외부에 배치되는 데이터 수집 모듈을 포함할 수 있으며, 이 모듈은 인클로저 내에 있는 적어도 하나의 센서와 작동 가능하게 연결된다.The monitoring assembly may include any of a variety of specific device elements, for example, a data acquisition module disposed outside the enclosure, operatively coupled to at least one sensor within the enclosure do.
일 실시형태에서, 모니터링을 위해 사용되는 유체 공급 용기의 특성, 인클로저의 특성, 또는 유체 공급 용기 내에 있거나 그로부터 분배되는 유체의 특성은 인클로저의 접근 구조체의 개폐 특성을 포함한다. 다른 실시형태에서, 이러한 특성은 유체 공급 용기, 유동 회로 및/또는 인클로저와 관련된 경보 조건을 포함할 수 있다.In one embodiment, the characteristics of the fluid supply container used for monitoring, the characteristics of the enclosure, or the properties of the fluid that is in or out of the fluid supply container include the opening and closing characteristics of the access structure of the enclosure. In other embodiments, such characteristics may include alarm conditions associated with fluid supply vessels, flow circuits, and / or enclosures.
제어기는 인클로저의 접근 구조체가 개방되는 경우 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 증가시키도록 유동 조절기를 응답적으로 조정하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 제어기는 비경보 조건 및 인클로저의 접근 구조체의 폐쇄 특성 하에서 유체 공급부로부터 유체를 분배할 때에는 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 낮은 "통상적인 수준"으로 감소시키며, 또한 유체 공급 용기, 유동 회로 및/또는 인클로저와 관련된 경보 조건이 발생되거나 또는 인클로저의 접근 구조체가 개방될 때에는 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 증가시키도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to responsively adjust the flow regulator to increase the flow of vent gas through the enclosure when the access structure of the enclosure is open. Alternatively, the controller reduces the flow of ventilation gas through the enclosure to a low " normal level " when dispensing fluid from the fluid supply under non-alarm conditions and the closure characteristics of the approach structure of the enclosure, May be configured to increase the flow of ventilation gas through the enclosure when an alarm condition associated with the circuit and / or the enclosure occurs or when the enclosure's access structure is open.
다른 실시에서 상기 제어기는 경보 또는 비상 조건이 없을 때 유동 조절기를 응답적으로 조정하여, 유체 공급 용기에서 유체가 분배되는 중에 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 예컨대 25 ~ 8O ft.3/min의 범위로 발생시키게 된다.In another embodiment, the controller responsively adjusts the flow regulator in the absence of an alarm or emergency condition, such that the flow of ventilation gas through the enclosure during fluid distribution in the fluid supply vessel is reduced by, for example, 25-80 ft. 3 / min. ≪ / RTI >
또 다른 구성에서, 제어기는 유동 조절기를 응답적으로 조정하여, 유체 공급 용기로부터 유체가 분배되는 중에 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 감소시킬 수 있으며, 따라서 인클로저를 통한 환기 가스 유동은 유체의 분배 중에 유체 잔량이 감소함에 따라 점진적으로 감소된다.In another configuration, the controller may responsively adjust the flow regulator to reduce the flow of vent gas through the enclosure during fluid dispensing from the fluid supply container, so that the vent gas flow through the enclosure is < RTI ID = 0.0 & And gradually decreases as the fluid level decreases.
제어기 자체는 마이크로프로세서, 프로그램가능한 논리 제어기 및 모니터링 신호에 응답하여 유동 조절기의 조정을 위해 프로그램될 수 있는 컴퓨터로 이루어지는 군에서 선택되는 계산 장치이거나 이러한 계산 장치를 포함할 수 있다.The controller itself may be or comprise a computing device selected from the group consisting of a microprocessor, a programmable logic controller, and a computer capable of being programmed for adjustment of the flow conditioner in response to the monitoring signal.
전술한 환기 가스 관리 시스템은 반도체 제조 설비에 가스 캐비넷과 작동 가능하게 배치되어, 가스 캐비넷, 예컨대 흡착제계 유체 공급 용기를 포함하는 가스 캐비넷, 내부적으로 압력이 조절되는 유체 공급 용기, 이러한 용기들의 조합 또는 하나 이상의 이러한 종류의 복수의 유체 공급 용기 또는 복수의 다른 종류의 유체 공급 용기를 통과하는 환기 가스의 유동을 조절할 수 있다. 대안적으로, 전술한 환기 가스 관리 시스템은 반도체 제조 설비에 가스 박스와 함께 작동 가능하게 배치되어, 그 가스 박스를 통한 환기 가스의 유동을 조절할 수 있다.The ventilation gas management system described above is operably disposed in a gas cabinet in a semiconductor manufacturing facility and includes a gas cabinet such as a gas cabinet including an adsorbent based fluid supply vessel, a fluid supply vessel that is internally pressure regulated, It is possible to control the flow of the ventilation gas through a plurality of fluid supply vessels of this kind or of a plurality of different kinds of fluid supply vessels. Alternatively, the ventilation gas management system described above may be operatively disposed with a gas box in a semiconductor manufacturing facility to control the flow of ventilation gas through the gas box.
유체 공급 용기(들)가 흡착제계 유체 공급 용기를 포함하는 경우에, 이러한 용기는 그 안의 흡착제로서 활성탄 흡착제를 포함할 수 있다.In the case where the fluid supply container (s) comprises an adsorbent based fluid supply container, such a container may comprise an activated carbon adsorbent as the adsorbent therein.
유체는 어떤 적절한 압력, 예컨대 대기압 이하의 압력 또는 대기압에 가까운 압력 또는 낮은 초대기압에서 유체 공급 용기 내에 저장되거나 그로부터 분배될 수 있다.The fluid may be stored or dispensed within the fluid supply vessel at any suitable pressure, such as subatmospheric or subatmospheric pressure, or low superatmospheric pressure.
유체는 어떤 종류라도 될 수 있는데, 예컨대 반도체 제조 유체를 포함할 수 있다. 상기 유체는 비제한적으로, 수소화물 가스, 할로겐화물 가스, 기상 유기금속 화합물, 실란, 디보란(diborane), 게르만, 암모니아, 인화수소, 비화수소, 안티몬화수소(stibine), 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소, 삼불화붕소, B2F4, 육불화텅스텐, 염소, 염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소 및 불화수소로 이루어진 그룹에서 선택되는 유체를 포함할 수 있다.The fluid may be of any kind, including, for example, semiconductor manufacturing fluids. The fluid may include, but is not limited to, a hydride gas, a halide gas, a gaseous organometallic compound, silane, diborane, germane, ammonia, hydrogen fluoride, hydrogen selenide, stibine, hydrogen sulphide, A fluid selected from the group consisting of hydrogen, boron trifluoride, B 2 F 4 , tungsten hexafluoride, chlorine, hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, and hydrogen fluoride.
따라서, 본 발명은 환기 가스가 관류하는 인클로저 내의 유체 공급부로부터 가스를 공급하는 방법을 의도하는데, 본 방법은 상기 인클로저 내의 유체 공급부 또는 관련 유동 회로로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준에 영향을 미치는 유체 공급부의 특성, 인클로저의 특성, 또는 유체 공급부 내의 유체 또는 그 유체 공급부로부터 분배되는 유체의 특성을 모니터링하는 단계와, 이 모니터링에 응답하여, 상기 인클로저 내의 유체 공급부로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준과 관련하여 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 조절하는 단계를 포함한다.Thus, the present invention contemplates a method of delivering gas from a fluid supply in a enclosure through which a ventilation gas flows, the method comprising: influencing a level of hazard or risk associated with fluid leakage from a fluid supply or an associated flow circuit in the enclosure Monitoring the characteristics of the fluid supply, the characteristics of the enclosure, or the characteristics of the fluid in the fluid supply or the fluid dispensed therefrom; and in response to the monitoring, And controlling the flow of ventilation gas through the enclosure with respect to the level of risk.
이러한 방법은 그의 다른 특정 실시에서 다양하게 전술한 다양한 특징, 구성 요소, 실시형태 및 배치로 수행될 수 있다.This method may be carried out in various different features, components, embodiments and arrangements as variously described in its specific embodiments.
그러므로, 본 발명은 유체 공급 용기를 포함하며 환기 시스템 및 인클로저가 가변적인 배출로 효과적이고 경제적인 방식으로 작동할 수 있게 해주는 관련 제어기가 구비되는 가스 박스와 같은 "스마트한" 인클로저를 제공한다.Therefore, the present invention provides a " smart " enclosure, such as a gas box, that includes a fluid supply container and is provided with a ventilation system and associated controller that allows the enclosure to operate in an efficient and economical manner with variable venting.
일 실시형태에서, 인클로저는 격납 구조의 환기를 위해 배기 시스템을 이용하는 반도체 제조 설비에 있는 격납 구조를 포함하며, 배기 시스템은 높은 유동, 예컨대 300 ~ 40O ft.3/min의 환기 가스 유량을 제공하는데, 이러한 유량은 비상시에 또는 유지 보수, 검사 등을 위해 인클로저가 열려 있을 때 유지 보수 중에 격납 구조의 작동의 특징이 되며, 또한 인클로저가 작동하고 있고 작동상의 문제가 발견되지 않으면 상기 배기 시스템은 낮은 유동, 예컨대 20 ~ 10O ft.3/min의 환기 가스 유량을 제공하게 된다. 따라서 낮은 유동의 작동 영역은 인클로저에 대한 디폴트 상태로서 효율 모드를 구성한다. 인클로저는 가스 박스, 가스 캐비넷 또는 유체 공급 용기(들)를 포함하는 다른 인클로저가 될 수 있다. 낮은 유동의 작동 영역은 예컨대 높은 유동의 작동 영역에 대해 소정의 비로 설정될 수 있다. 예컨대, 낮은 유동의 작동 영역은 높은 유동의 작동 영역에서의 유량의 15% ~ 25%인 유량을 포함하는 유량 범위에서의 작동을 포함할 수 있다.In one embodiment, the enclosure includes a containment in a semiconductor fabrication facility that utilizes an exhaust system for venting of the containment, the exhaust system having a high flow, e.g., 300 to 40O ft. 3 / min ventilation flow rate, which is characterized by the operation of the containment during maintenance in the event of an emergency or when the enclosure is open for maintenance, inspection, etc., and also when the enclosure is operating and operational problems The exhaust system can be operated with low flow, e.g., 20 to 100 ft. Lt; RTI ID = 0.0 > 3 / min. ≪ / RTI > The low flow operating area thus constitutes the efficiency mode as the default state for the enclosure. The enclosure may be a gas box, a gas cabinet or other enclosure including the fluid supply container (s). The low flow operating area may be set to a predetermined ratio, for example, for a high flow operating area. For example, the low flow operating area may include operation in a flow range that includes a flow rate that is 15% to 25% of the flow rate in the high flow operating area.
반도체 제조 설비는 배기 시스템을 위해 가변 속도 팬을 사용할 수 있는데, 이러한 팬은 설비 내 압력의 변화에 따라 높은 유동의 작동 영역과 낮은 유동의 작동 영역 사이의 천이로 쉽게 조절될 수 있다. 이렇게 해서 전체적으로 더 낮은 배출 속도가 얻어질 수 있다.Semiconductor manufacturing facilities can use variable speed fans for the exhaust system, which can be easily adjusted to transitions between a high flow operating area and a low flow operating area as the pressure in the plant changes. In this way, a lower discharge rate can be obtained as a whole.
환기 가스 관리 시스템의 다양한 실시형태에서, 인클로저는 내부적으로 압력이 조절되는 유체 공급 용기를 포함한다. 이러한 용기는 그의 내부 공간 내에서 하나 이상의 압력 조절 장치를 포함하며, 하나 이상의 이러한 장치가 사용될 때, 그 장치는 분배되는 유체의 특정 압력 수준이 얻어지도록 직렬로 배치되고, 압력 조절기 설정점은 원하는 분배 작업이 이루어지도록 설정된다. 이러한 특정 압력 수준은 분배되는 유체의 대기압 이하의 압력, 또는 대안적으로 특성상 비교적 낮은, 예컨대 100 kPa 이하의 유체 압력 수준을 포함할 수 있다.In various embodiments of a ventilation gas management system, the enclosure includes a fluid supply vessel that is internally pressure regulated. When one or more such devices are used, the device is arranged in series so as to obtain a specified pressure level of the fluid to be dispensed, and the pressure regulator setpoint is determined by the desired distribution The operation is set to be performed. This particular pressure level may include a subatmospheric pressure of the fluid being dispensed, or alternatively, a fluid pressure level that is relatively low in nature, e.g., 100 kPa or less.
따라서, 정상적인 작동 중에, 반도체 제조 설비의 가스 박스에서의 배출 속도는 예컨대 가스 박스 상방의 덕트에 있는 가변 위치 댐퍼를 이용하여 감소되며, 시스템이 유지 보수를 필요로 할 때는, 더욱더 높고 안전한 배출 속도가 그러한 경우를 위해 사용된다. 프로그램가능하게 설치되는 제어 장치 및 상호 연결부 또는 다른 적절한 방식을 사용하여 변화가 이루어질 수 있다.Thus, during normal operation, the discharge rate in the gas box of the semiconductor manufacturing facility is reduced, for example, by using a variable position damper in a duct above the gas box, and when the system requires maintenance, It is used for such a case. Changes may be made using programmable control devices and interconnects or other suitable means.
일 실시형태에서, 유체 공급 용기로부터 나가는 배출 가스 배관에서의 압력이 모니터링되며, 소정의 문턱값을 넘는 압력이 검출되면, 경보가 작동되며, 유체 공급 용기는 분배 작업으로부터 절연되고, 유체 이용 공구로 가는 분배된 가스의 유동이 끝나게 되며, 환기 속도는 예컨대 300 ~ 400 ft.3/min으로 증가된다. 환기 속도의 증가는 압력 편위(pressure excursion)의 크기의 함수일 수 있으며, 따라서 유체 공급 용기를 포함하는 인클로저에서 더 큰 편위는 더 높은 환기 속도로 대응될 수 있다. 유체 공급 용기의 절연은 용기 분배 밸브의 폐쇄, 예컨대 용기에 있는 공압 밸브 작동기의 조작, 또는 배관 또는 이 배관을 포함하는 매니폴드에 있는 밸브의 조작으로 행해질 수 있다.In one embodiment, the pressure in the exhaust gas piping from the fluid supply vessel is monitored, and when a pressure above a certain threshold is detected, an alarm is activated, the fluid supply vessel is isolated from the dispensing operation, The flow of the thin distributed gas is terminated, and the ventilation rate is, for example, 300 to 400 ft. 3 / min. The increase in the ventilation rate may be a function of the magnitude of the pressure excursion and thus larger deviations in the enclosure containing the fluid supply container may be accommodated at a higher ventilation rate. The insulation of the fluid supply vessel can be done by closing the vessel dispense valve, for example by manipulating the pneumatic valve actuator in the vessel, or by manipulating the valve in the piping or manifold containing this piping.
다른 실시형태에서, 유체 공급 용기를 포함하는 인클로저에는, 유체 공급 용기로부터, 또는 이 유체 공급 용기와 소위 피그테일(pigtail)(이에 의해 용기가 밸브 설치 매니폴드와 같은 분배 유동 회로와 서로 연결됨) 사이의 배관 또는 구성 요소로부터 독성 가스가 누출되는 것에 대해 인클로저의 내부 환경을 모니터링하는 독성 가스 경보기가 설치될 수 있다. 특정 실시형태에서 가스 검출 및 밸브 폐쇄 어셈블리는 국제 화재 규칙의 3704.2.2.7 절 또는 다른 안전 규칙 및 규약에 부합하게 구성 및 설치될 수 있다.In another embodiment, an enclosure comprising a fluid supply container is provided with a fluid supply container, or a fluid supply container, or between the fluid supply container and a so-called pigtail (whereby the container is connected to a dispense flow circuit such as a valve mounting manifold) A toxic gas alarm may be provided to monitor the internal environment of the enclosure for toxic gas leaks from the piping or components of the enclosure. In certain embodiments, gas detection and valve closure assemblies may be constructed and installed in accordance with 3704.2.2.7 or other safety rules and regulations of the International Fire Regulations.
본 발명의 다양한 실시형태에서, 제조 공구의 위험 수준이 이러한 위험 수준을 결정짓는 특정의 공구 조건 및 공정 변수에 대해 모니터링될 수 있으며, 공구에 대한 배출 속도를 변화시켜, 제조 공구 및 이를 포함하는 공정 설비에 적합한 소정의 위험 수준을 달성할 수 있다. 배출 속도의 변경에 추가하여, 본 발명에서는 모니터링되는 조건에 응답하여 높은 위험 조건이 검출되면 배출물을 되돌려 보내는데, 예컨대 일반적인 배출물을 스크러빙된 배출물로 만들거나 또는 재생 배출물을 일반적인 배출물로 만든다. 따라서, 위험 조건이 검출되면, 모니터링 및 제어 시스템은 일반적인 배출물로부터 스크러빙 유닛으로 가스 박스를 관류하는 배출물을 되돌려 보낼 수 있으며, 또는 인클로저를 관류하여 환류되는 배출물은 대신에 일반적인 배출 라인에 보내질 수 있다.In various embodiments of the present invention, the risk level of the manufacturing tool may be monitored for specific tool conditions and process variables that determine this level of risk and may be varied by varying the rate of discharge for the tool, It is possible to achieve a predetermined risk level suitable for the facility. In addition to altering the rate of discharge, the present invention returns the emissions when a high risk condition is detected in response to monitored conditions, such as making general discharge into scrubbed discharge, or recycling discharge as a general discharge. Thus, if a hazardous condition is detected, the monitoring and control system can send back the effluent streaming through the gas box from the generic effluent to the scrubbing unit, or the effluent refluxing through the enclosure can instead be directed to the normal discharge line.
따라서, 다른 실시형태에서 본 발명은 공정 유닛을 관류하는 배출물의 작동을 관리하는 방법에 관한 것으로서, 본 방법은 위험 또는 유해 수준을 결정하는 공정 유닛의 적어도 하나의 조건 또는 작동 변수를 모니터링하는 단계와, 모니터링되는 조건(들) 또는 작동 변수(들)로부터 결정되는 위험 또는 유해 수준에 응답하여 배출물을 복수의 대안적인 배출물 처리부들 중 하나로 보내는 단계를 포함한다. 그러한 방법에서, 모니터링되는 조건(들) 또는 작동 변수(들)로부터 결정되는 위험 또는 유해 수준에 따라 배출 속도가 조절될 수 있다.Accordingly, in another embodiment, the present invention relates to a method of managing the operation of an effluent streaming through a process unit, the method comprising the steps of monitoring at least one condition or operating parameter of a process unit determining a risk or hazard level , And sending the emission to one of a plurality of alternative emission processing units in response to a risk or hazard level determined from the monitored condition (s) or operational parameter (s). In such a method, the discharge rate can be adjusted according to the risk or hazard level determined from the monitored condition (s) or operating parameter (s).
유체 공급 용기 및 그의 유체 내용물을 따뜻하게 만드는 증가하는 온도의 주변 조건으로 인해 소정 압력을 넘은 용기 유체 압력의 모니터링에 응답하여 배출 속도가 증가될 수 있고, 이어지는 분배 작업 및/또는 온도의 변화(감소)로 인해 용기 유체 압력이 그러한 소정의 압력 밑으로 떨어지면, 배출 속도는 다음 작업을 위해 더 낮은 수준으로 감소될 수 있다. 이러한 구성은 용기 내의 유체 압력을 나타내는 분배 가스의 압력을 모니터링하기 위해 매니폴드에 있는 압력 변환기를 사용하는 것과 같이, 유체 공급 용기가 연결되어 있는 매니폴드로부터의 압력 신호를 사용하여 이루어질 수 있다.The discharge rate can be increased in response to the monitoring of the container fluid pressure above a certain pressure due to the increasing ambient temperature conditions that cause the fluid supply container and its fluid contents to warm up and the subsequent dispensing operation and / If the vessel fluid pressure drops below such a predetermined pressure, the discharge rate may be reduced to a lower level for the next operation. This configuration can be accomplished using a pressure signal from the manifold to which the fluid supply vessel is connected, such as by using a pressure transducer in the manifold to monitor the pressure of the dispense gas that is indicative of fluid pressure in the vessel.
따라서, 다양한 실시형태에서, 본 발명은 공기 유동로 및/또는 유체 용기에서의 누출, 압력, 온도 등과 같은 검출 조건에 근거하여 원하는 수준의 안전한 유체 저장 및 분배 작업을 유지하기 위해 가스 박스/캐비넷/인클로저/피드백 제어부를 포함하는 환기 어셈블리를 포함하는 공정 시스템에서 배출 유량을 모니터링하고 제어하기 위한 시스템과 방법에 관한 것이다.Thus, in various embodiments, the present invention provides a gas box / cabinet / cabinet to maintain a desired level of safe fluid storage and dispensing operations based on sensing conditions such as leaks, pressures, temperatures, etc. in the air flow path and / To a system and method for monitoring and controlling discharge flow rates in a process system including a ventilation assembly including an enclosure / feedback control.
다양한 특정의 실시형태에서 배출물/공기/유체 유동 제어 요소는 유량계 및 압력 변환기와 같은 모니터링 장치와 함께, 통풍창이 난 입구 및/또는 슬레이트식 슬롯 개구를 포함하며, 예컨대 슬레이트는 완전 열림 위치와 완전 닫힘 위치 사이에서 움직일 수 있다.In various specific embodiments, the effluent / air / fluid flow control element includes a vented inlet and / or a slatted slot opening, together with a monitoring device such as a flow meter and a pressure transducer, for example, Can be moved between positions.
다양한 실시형태에서, 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기는 본 발명의 시스템 및 공정에서 모니터링, 제어 및 피드백을 위해 다양한 부 시스템, 어셈블리, 기구 및 장치를 이용할 수 있다. 예컨대, 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기는 유체가 분배되고 있는 또는 분배될 용기 내의 유체 잔량을 결정하기 위해 동적 유체 모니터링 어셈블리를 이용할 수 있으며, 이 모니터링 어셈블리는 제어와 피드백에 이용되는 모니터링 신호를 발생시킬 수 있다.In various embodiments, sorbent-based fluid storage and dispensing vessels may utilize a variety of subsystems, assemblies, instruments, and devices for monitoring, control, and feedback in the systems and processes of the present invention. For example, the sorbent-based fluid storage and dispensing vessel may utilize a dynamic fluid monitoring assembly to determine the fluid level in the vessel in which the fluid is being dispensed or to be dispensed, .
일 실시형태에서, 모니터링 시스템은 (ⅰ) 유체 공급 용기 또는 그로부터 분배되는 유체의 특성을 모니터링하기 위한 하나 이상의 센서, (ⅱ) 하나 이상의 센서에 작동 가능하게 연결되어 그로부터 모니터링 데이터를 수신하고 또한 상기 하나 이상의 센서로 모니터링되는 특성과 상호 관련된 출력을 발생시키는 데이터 수집 모듈, 및 (ⅲ) 데이터 수집 모듈과 작동 가능하게 연결되고 그 데이터 수집 모듈로부터의 출력을 처리하며 유체 공급 용기 내의 유체의 그래픽 표시를 응답 출력하는 처리기 및 디스플레이를 포함한다.In one embodiment, the monitoring system comprises (i) at least one sensor for monitoring the characteristics of a fluid supply vessel or fluid dispensed therefrom, (ii) at least one sensor operably connected to one or more sensors for receiving monitoring data therefrom, And (iii) a data acquisition module operatively connected to the data acquisition module for processing the output from the data acquisition module and responsive to a graphical representation of the fluid in the fluid supply container, A processor for outputting and a display.
하나 이상의 센서는 용기 내에 들어 있는 유체의 양을 나타내는 유체 공급 용기의 특성(예컨대, 그 용기의 구조 요소에서의 스트레인)을 모니터링할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 센서는 스트레인 감지 관계로 용기의 벽에 고정되는 스트레인 게이지를 포함할 수 있으며, 이 스트레인 게이지는 예컨대 유체 공급 용기가 내부적으로 압력이 조절되는 용기일 때 유용하게 사용될 수 있다. 다른 실시형태에서, 모니터링 센서는 유체 압력, 유체 온도, 유체의 하나 이상의 성분의 농도, 유체의 속도, 유체 공급 용기와 연결된 유동 회로에서의 압력 강하 및/또는 유체 공급 용기로부터 분배되는 유체의 누적 유량과 같은, 유체 공급 용기로부터 분배되는 유체의 특성을 모니터링할 수 있다.The one or more sensors may monitor the characteristics of the fluid supply vessel (e.g., strain in the structural elements of the vessel) indicative of the amount of fluid contained within the vessel. For example, one or more sensors may include strain gauges that are secured to the wall of the vessel in a strain sensing relationship, which may be useful, for example, when the fluid supply vessel is a pressure controlled vessel internally. In another embodiment, the monitoring sensor is configured to monitor the fluid pressure, the fluid temperature, the concentration of one or more components of the fluid, the velocity of the fluid, the pressure drop in the flow circuit connected to the fluid supply vessel, and / , ≪ / RTI > the nature of the fluid dispensed from the fluid supply vessel.
본 발명의 환기 가스 관리 시스템 및 공정에서 이용되는 유체 저장 및 분배 용기는 어떤 적절한 종류라도 될 수 있는데, 예컨대 ATMI, Inc.(미국 코네티컷주 댄버리)에 의해 상품명 SDS로 상용화된 종류의 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기, 또는 ATMI, Inc.(미국 코네티컷주 댄버리)로부터 상품명 VAC로 상업적으로 구입가능한 종류로서 용기의 내부 유체 유지 공간 안에 내부 배치되는 가스 압력 조절기를 구비하는 유체 저장 및 분배 용기일 수 있다. 이러한 조절기 제어식 용기는 내부 공간에 있는 하나 또는 복수의 조절기로 이용될 수 있으며, 각 조절기는 채용되는 특별한 장치에서 안전한 분배 작업을 위해 선택된 설정점을 갖는다. 예컨대, 조절기(들)는 보통의 압력 내지 낮은 압력, 예컨대 대기압 이하의 압력에서 용기로부터 유체를 분배하기 위해 미리 설정된 설정점을 갖는다.The fluid storage and dispensing vessel used in the ventilation gas management system and process of the present invention may be of any suitable type, for example, a sorbent-based fluid of the type commercialized by ATMI, Inc. (Danbury, Conn. A storage and dispensing vessel, or a fluid storage and dispensing vessel having a gas pressure regulator disposed internally in the interior fluid retaining space of the vessel as a commercially available type, commercially available from ATMI, Inc. (Danbury, Conn. have. This regulator-controlled container can be used as one or more regulators in the interior space, each regulator having a set point selected for safe distribution operation in the particular device employed. For example, the regulator (s) have predetermined setpoints for dispensing fluid from the vessel at normal to low pressure, e.g., sub-atmospheric pressure.
배출 관리 시스템 및 공정에서 모니터링되는 유체 특성은 유체 저장 및 분배 용기로부터 분배되는 유체의 압력일 수 있거나 이러한 압력을 포함할 수 있다. 유체는 어떤 적절한 화학적 종류라도 될 수 있는데, 예컨대 비화수소(arsine), 인화수소, 삼염화붕소, 삼불화붕소, 실란, 게르만, 사불화게르마늄 또는 사불화실리콘과 같은 반도체 제조 유체일 수 있다.The fluid properties monitored in the emission management system and process may be, or may include, the pressure of the fluid dispensed from the fluid storage and dispensing vessel. The fluid may be any suitable chemical species, for example a semiconductor manufacturing fluid such as arsine, hydrogen fluoride, boron trichloride, boron trifluoride, silane, germane, germanium tetrafluoride or silicon tetrafluoride.
상기 유체 모니터링 시스템은 유체 공급 용기 내의 유체를 적절한 그래픽으로 나타낼 수 있는데, 예컨대 사각형 필드 내에 배치되며 상부 경계선을 갖는 2차원 영역을 포함하는 가스 게이지형 표시를 제공할 수 있으며, 여기서 상기 필드 내의 2차원 영역의 상부 경계선의 위치는 용기 내의 유체 잔량을 나타낸다.The fluid monitoring system can provide a suitable graphical representation of the fluid in the fluid supply vessel, such as providing a gas gauge type display comprising a two-dimensional region disposed within a rectangular field and having an upper boundary, The position of the upper boundary of the area indicates the amount of fluid remaining in the container.
유체 공급 용기와 관련된 분배 유동 회로는 그안에 결합된 다양한 유체 모니터링, 기구 및 제어 요소를 가질 수 있다. 예컨대, 유동 회로는 용기로부터 분배되는 유체의 배출량을 제어하는 제한 유동 오리피스(RFO)와 같은 압력 감소 장치를 포함할 수 있다.The dispensing flow circuit associated with the fluid supply container may have various fluid monitoring, instrumentation and control elements coupled thereto. For example, the flow circuit may include a pressure reducing device, such as a limiting flow orifice (RFO), that controls the amount of fluid dispensed from the vessel.
유체 공급 용기의 작동에서, 융기 또는 분배되는 유체의 특성이 모니터링될 수 있는데, 모니터링 특성과 상관이 있는 출력을 응답 발생시키는데 사용되는 데이터가 모니터링으로부터 얻어지고, 데이터 획득으로 얻어지는 출력은 처리되어 유체 공급 용기 내의 유체의 그래픽 표시 또는 유체 잔량을 나타내는 다른 출력을 발생시키게 된다.In operation of the fluid supply vessel, the characteristics of the fluid to be raised or distributed can be monitored, the data used to generate the response responsive to the monitoring characteristic is obtained from the monitoring, and the output obtained from the data acquisition is processed A graphical representation of the fluid in the vessel or other output indicative of the fluid level.
일 실시형태에서, 유체 공급 용기는 활성탄 흡착제를 담고 있는 가스 저장 및 분배 용기를 포함하며, 이 용기는 이온 주입 장치의 가스 박스 내에 설치된다. 하나 이상의 압력 변환기가 가스 박스 내에 설치되어, 유체 공급 용기로부터 분배되는 가스의 압력을 모니터링하고 또한 가스 박스 내의 데이터 수집 모듈에 전달되는 모니터링된 압력을 나타내는 출력을 응답 발생시킨다. 그리고, 데이터 수집 모듈은 모니터링으로 얻은 데이터를 데이터 수집 모듈과 외부 처리기를 서로 연결하는 광섬유 케이블을 통해 가스 박스 외부의 처리기 및 디스플레이에 전달한다. 처리기는 프로그램가능하게 설치되어, 유체 공급 용기 내에 남아 있는 유체의 양을 결정하고 또한 가스 박스 내의 유체 공급 용기 내에 남아 있는 유체를 나타내는 시각적 표시 및/또는 출력 데이터를 디스플레이에 출력하게 된다.In one embodiment, the fluid supply vessel comprises a gas storage and dispensing vessel containing an activated carbon adsorbent, which vessel is installed in the gas box of the ion implanter. One or more pressure transducers are installed in the gas box to monitor the pressure of the gas dispensed from the fluid supply vessel and to generate an output indicative of the monitored pressure delivered to the data collection module in the gas box. The data acquisition module transfers the data obtained by the monitoring to the processor and the display outside the gas box through a fiber optic cable connecting the data acquisition module and the external processor. The processor is programmably installed to determine the amount of fluid remaining in the fluid supply container and to output visual indicia and / or output data indicative of fluid remaining in the fluid supply container in the gas box to the display.
다른 실시형태에서, 처리기는 유체 저장 및 분배 용기로부터 분배되는 가스의 소정의 종점 압력에 대한 온도 계수를 결정하고, 상기 압력 변환기에 의해 감지된 압력을 가스 박스의 소정의 압력으로 정규화하며 또한 종점 압력을 상기 소정의 압력으로 정규화하고 이러한 소정의 압력에서 등온선 방정식을 적용하여 가스 저장 및 분배 용기안에 남아 있는 가스의 양을 결정할 수 있으며, 그리고 이 양은 디스플레이에 출력될 수 있다.In another embodiment, the processor determines a temperature coefficient for a given end-point pressure of the gas dispensed from the fluid storage and dispensing vessel, normalizes the pressure sensed by the pressure transducer to a predetermined pressure in the gas box, Can be normalized to the predetermined pressure and the isotherm equation at this predetermined pressure can be applied to determine the amount of gas remaining in the gas storage and dispensing vessel and this amount can be output to the display.
본 발명의 환기 가스 관리 시스템을 포함하는 다른 실시형태에서, 유체 공급 용기는 매니폴드를 포함하는 유동 회로와 연결될 수 있고, 그 매니폴드와 유체 공급 용기와 관련된 피그테일 사이에는 절연 밸브가 배치된다. 압력 모니터가 매니폴드 안에 배치되어, 분배되는 가스의 압력을 모니터링할 수 있다. 압력 모니터는 압력 변환기 및 제어기를 포함할 수 있으며, 매니폴드 내에서 모니터링되는 압력이 소정의 또는 설정점 값 보다 높으면 그에 응답하여 상기 제어기가 절연 밸브를 폐쇄시켜 유체 공급 용기로부터 매니폴드를 절연시킨다. 이 매니폴드 밸브 폐쇄 작용은 유체 공급 용기를 포함하는 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 증가시키기 위해 환기 가스 관리 시스템의 작동과 조화를 이룰 수 있다.In another embodiment comprising a ventilation gas management system of the present invention, the fluid supply vessel may be connected to a flow circuit comprising a manifold, and an isolation valve is disposed between the manifold and the pigtail associated with the fluid supply vessel. A pressure monitor can be placed in the manifold to monitor the pressure of the dispensed gas. The pressure monitor may include a pressure transducer and a controller, and in response, the controller closes the isolation valve to isolate the manifold from the fluid supply container if the pressure monitored in the manifold is higher than a predetermined or set point value. This manifold valve closing action may be coordinated with the operation of the ventilation gas management system to increase the flow of ventilation gas through the enclosure containing the fluid supply container.
매니폴드는 그 안에 질량 유동 제어기 또는 다른 유동 조절 장치를 포함할 수 있으며, 진공 펌프, 퍼지 가스 공급부 및 다른 적절한 요소에 연결되어 배출과 퍼징을 할 수 있다.The manifold may include mass flow controllers or other flow control devices therein and may be connected to a vacuum pump, a purge gas supply, and other suitable elements to effect discharge and purging.
일 실시형태에서 매니폴드는 절연되거나 또는 용기 또는 용기와 매니폴드를 포함하는 인클로저를 통한 환기 가스 유동에 응답하여 유체 공급 용기로부터의 유체 유동을 증가 또는 감소시키도록 작동될 수 있다. 환기 가스는 인클로저 안에서 또는 그의 외부에서 처리되어 원하는 정도로 정화되며, 따라서 그 후 정화된 가스는 원한다면 예컨대 반도체 제조 설비의 그레이 룸 또는 이러한 설비의 클린룸 또는 그러한 설비의 다른 영역 안으로 재순환될 수 있다. 유체 공급 장치는 환기 가스 특성에 기초하여 조절되어, 예컨대 환기 가스를 위한 구성 가스 요건을 감소시켜 설비의 경제적이고 효율적인 작동을 달성할 수 있다.In one embodiment, the manifold may be insulated or actuated to increase or decrease fluid flow from the fluid supply vessel in response to venting gas flow through the enclosure or enclosure containing the vessel and manifold. The vent gas is treated in the enclosure or outside thereof to a desired degree, so that the purified gas can then be recycled, if desired, into a gray room of a semiconductor manufacturing facility or a clean room of such equipment or other areas of such equipment. The fluid supply is regulated based on the ventilation gas properties, for example to reduce the constituent gas requirements for the ventilation gas to achieve an economical and efficient operation of the installation.
다른 실시형태에서, 환기 가스(예컨대, 공기)의 재생 및 재사용을 이용하여, 본 발명의 배기 관리 시스템과 공정이 이용되는 공정 설비의 소유 비용을 저감시킬 수 있다. 흡착제계 유체 저장 및 분배 용기 또는 내부적으로 압력이 조절되는 용기를 사용하면, 안전성이 향상된 작동이 가능하여, 유체 공급 용기를 포함하는 가스 박스, 가스 캐비넷 또는 다른 인클로저를 통한 환기 및 순환을 위해 사용되는 공기가 적어지게 되며, 시스템 요소 또는 저장되고 분배되거나 또는 이용되는 유체와 관련된 공정 조건을 모니터링함으로써, 환기 가스는 특히 효율적인 방식으로 동적으로 조절될 수 있다.In another embodiment, the recycling and reuse of ventilation gas (e. G., Air) can be used to reduce the cost of ownership of the process management systems and processes used in the present invention. The use of sorbent-based fluid storage and dispensing vessels or internally pressure-controlled vessels makes it possible to operate with increased safety and is used for ventilation and circulation through gas boxes, gas cabinets or other enclosures including fluid supply vessels By reducing the air and monitoring the process conditions associated with the system elements or the fluid being stored, dispensed or used, the ventilation gas can be dynamically adjusted in a particularly efficient manner.
그래서, 환기 속도의 감소로 요구되는 배출 공기는 더 적어질 수 있으며, 이에 동반되는 이점으로서, 스크러버 또는 처리 시스템에서 이러한 배출 공기를 처리할 필요가 없게 되고, 그렇지 않으면 필요하게 되는 별도의 덕트 공사가 회피되며, 루프탑 스크러버의 크기가 줄어들며, 또한 가스 박스 배출물이 깨끗하다면 이 배출물을 "스크러빙된 배출물"로부터 일반적인 또는 열 배출물로 효과적으로 재분류할 수 있으며, 또한 설비로부터의 직접적인 루프탑 배출을 위해 그 배출물을 다른 유사한 배출물 스트림과 결합할 수 있다.Thus, a reduction in the ventilation rate can result in fewer discharge air required, and as a result, there is no need to treat such discharge air in a scrubber or treatment system, or a separate duct construction If the size of the roof top scrubber is reduced and the gas box effluent is clean, this effluent can be effectively reclassified from " scrubbed effluent " to generic or heat effluent, The effluent can be combined with other similar effluent streams.
다양한 실시형태에서, 본 발명은 이온 주입 장치를 생각하고 있는데, 이 장치에서는 흡착제계 및/또는 내부적으로 압력이 조절되는 도펀트 유체 공급 용기와 가스 박스가 하나의 시스템으로서 고려되며, 가스 박스는 흡착제계 및/또는 내부적으로 압력이 조절되는 도펀트 유체 공급 용기가 허용할 때 압력 등급을 낮추도록 구성되어 있다. 이러한 방안에 의해 동시에, 유동 회로의 밸브, 배관, 변환기, 질량 유동 제어기가 저렴하게 구성될 수 있다. 예컨대, 고압의 독성 또는 위험한 가스의 격납을 위해 일반적으로 사용되는 무거운 게이지 금속 배관 대신에, 고 보전성(high integrity)의 비금속 배관이 유동 회로에 사용될 수 있다. 그러므로, 이러한 고 보전성의 비금속 배관은 다양한 길이와 직경으로 쉽게 상업적으로 구입가능한 가요성 배관을 이용할 수 있으며, 그리하여 그렇지 않으면 유동 회로와 관련될 용접, 커넥터 등에 대한 비용과 필요성이 줄어든다.In various embodiments, the present invention contemplates an ion implantation apparatus in which an adsorbent system and / or internally pressure controlled dopant fluid supply vessel and gas box are considered as one system, And / or internally pressure regulated dopant fluid supply vessels. At the same time by this scheme, valves, piping, transducers, mass flow controllers of the flow circuit can be constructed inexpensively. For example, instead of heavy gauge metal tubing commonly used for containment of high pressure toxic or hazardous gases, high integrity nonmetallic tubing may be used in the flow circuit. Therefore, such high-integrity nonmetallic piping can utilize flexible pipings that are readily commercially available in various lengths and diameters, thus reducing the cost and the need for welds, connectors, etc. otherwise associated with flow circuits.
다른 실시형태에서는 가스 박스의 상방에서 가변 위치 댐퍼 또는 가변 속도 팬이 사용되는데, 따라서 가스 박스를 통한 환기 가스의 유동이 정상 작동 조건 중에서 최적화 및 최소화될 수 있다. 종래의 경우, 반도체 제조 이온 주입 작업시 가스 박스를 통한 환기 가스의 유량은 고정된 수준으로 유지되며, 400 ft.3/min (CFM) 또는 그 이상까지 높을 수 있다. 흡착제계 유체 공급 용기를 사용하면, 25 ft.3/min 만큼 낮은 환기 가스 유량을 이용할 수 있어 작업 안전성이 향상된다. 이러한 구성으로, 가스 박스 및 이 가스 박스 내의 유에 공급 용기(들)의 작동 특성에 근거하여 댐퍼의 위치 및/또는 팬의 위치와 작동 속도를 결정할 수 있다. 예컨대, 댐퍼의 위치는 분배되는 유체의 압력에 근거하여 조절될 수 있고 그리고/또는 팬의 속도는 이러한 압력 수준에 따라 조절될 수 있는데, 따라서 환기 가스의 유량은 분배되는 유체의 압력에 따라 조절된다. 대안적으로, 예컨대 통풍창의 면적을 줄여 유동을 감소시키고 또한 환기 가스의 면속도를 증가시키기 위해 선택적인 조절을 위해 가스 박스의 도어에 가변적인 면적의 통풍창을 제공하여 환기 가스의 유량을 조절할 수 있다.In another embodiment, a variable position damper or variable speed fan is used above the gas box, so that the flow of the venting gas through the gas box can be optimized and minimized in normal operating conditions. In the conventional case, the flow rate of the ventilation gas through the gas box during the semiconductor manufacturing ion implantation is maintained at a fixed level, 3 / min (CFM) or higher. Using an adsorbent-based fluid supply vessel, 25 ft. A ventilation gas flow rate as low as 3 / min can be used, and work safety is improved. With this configuration, the position of the damper and / or the position and the operating speed of the fan can be determined based on the operating characteristics of the gas box and the oil in the gas box. For example, the position of the damper can be adjusted based on the pressure of the fluid being dispensed and / or the speed of the fan can be adjusted according to this pressure level, so that the flow rate of the ventilation gas is adjusted according to the pressure of the fluid being dispensed . Alternatively, the flow rate of the ventilation gas can be adjusted, for example, by providing a ventilation window of variable area in the door of the gas box for selective adjustment to reduce the flow area by reducing the area of the ventilation window and also to increase the surface velocity of the ventilation gas .
다른 실시형태에서, 가스 캐비넷에 대한 배출(venting)을 위해 그 가스 캐비넷을 관류하는 환기 가스의 배출 속도는, 예컨대 새로운 유체 공급 용기(들)를 설치하고 유체 고갈된 용기를 제거하기 위해 또는 유지 보수 작업을 위해 가스 캐비넷의 도어를 열 때 높은 유량, 예컨대 200 ~ 300 CFM으로 작동하도록 설정될 수 있으며, 그리고 가스 캐비넷의 도어가 닫힐 때는 그 가스 캐비넷을 관류하는 환기 가스의 배출 속도가 낮은 유량, 예컨대 15 ~ 120 CFM으로 감소될 수 있다.In another embodiment, the venting rate of venting gas through the gas cabinet for venting to the gas cabinet may be controlled, for example, by installing a new fluid supply container (s) and removing the fluid- For example, 200 to 300 CFM when the door of the gas cabinet is opened for operation, and when the doors of the gas cabinet are closed, the discharge rate of the ventilation gas flowing through the gas cabinet is set to a low flow rate, Can be reduced to 15 to 120 CFM.
유체 전달 매니폴드로부터 주어지는 압력 모니터링 신호를 사용하여 가스 캐비넷을 관류하는 환기 가스의 배출 속도를 조절할 수 있으며, 또는 그러한 환기 가스의 배출 속도는 유체가 분배되고 있는 용기 내의 유체 잔량(적절한 모니터링 장치로 결정됨)에 따라 제어될 수 있다. 예컨대, 유체 유지 용기의 용기 벽에서의 스트레인을 모니터링하여 유체 잔량과 상관이 있는 출력을 발생시킬 수 있으며, 따라서 이 출력은 전술한 바와 같이 동시에 처리기 및 디스플레이 유닛에 전달될 수 있으며 또한 유체 잔량과 환기 가스 유량 사이의 소정의 관계에 따라 가스 캐비넷을 관류하는 가스의 환기 속도를 조절하는데 이용될 수 있다.The pressure monitoring signal provided from the fluid delivery manifold may be used to control the rate of venting of the venting gas through the gas cabinet or the rate of venting of such venting gas may be determined by the amount of fluid remaining in the vessel to which the fluid is being dispensed, ). ≪ / RTI > For example, it is possible to monitor the strain in the vessel wall of the fluid holding vessel to generate an output correlated with the fluid level, so that this output can be delivered simultaneously to the processor and display unit as described above, And can be used to adjust the rate of ventilation of gas flowing through the gas cabinet in accordance with a predetermined relationship between gas flow rates.
용기 내 가스의 잔량이 더 작으면, 가스 캐비넷의 내부 공간을 "휩쓸어" 용기로부터 생길 수 있는 그러한 가스 누출물을 제거하는데 필요한 배출 가스는 더 적게 될 것이다. 이렇게 해서, 용기 내 가스의 잔량에 따라 환기 가스 유량을 조절함으로써, 고압 가스 실린더를 수용하기 위해 설정된 환기 속도로 작동되는 가스 캐비넷과 관련하여 또한 심지어는 저압의 흡착제계 유체 공급 용기로 인해 가능하게 되는 낮은 일정한 환기 가스 유량으로 작동되는 가스 캐비넷과 관련하여 실질적인 비용 절감을 이룰 수 있다.If the residual amount of gas in the vessel is smaller, the exhaust gas required to remove such gas leakage that may arise from the vessel "sweeping" the internal space of the gas cabinet will be less. In this way, by adjusting the ventilation gas flow rate in accordance with the remaining amount of gas in the container, it is possible to control the flow rate of the gas in the gas cabinet, which is enabled by the low-pressure adsorber- Substantial cost savings can be achieved with respect to gas cabinets operating at low constant vent gas flow rates.
환기 가스 유량을 특정의 유체 잔량 또는 다른 특정의 유체 용기, 공정 시스템 또는 작동 조건 특성에 "맞추어" 환기 가스 유량이 그러한 파라미터에 따라 변하게 함으로써, 환기 가스를 실질적으로 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 환기 가스 펌프, 송풍기, 정화 장치 등과 같은 관련 장비에 있어서 상당한 절감을 이룰 수 있으며, 따라서 가스 캐비넷을 통과하는 환기 가스 유동과 관련된 필요한 유지 보수 및 작업 비용을 현저히 줄일 수 있다.By " adjusting " the vent gas flow rate to " match " the specific fluid level or other specific fluid vessel, process system or operating condition characteristic, the vent gas flow rate can be substantially reduced to thereby substantially reduce the vent gas Significant savings can be achieved in related equipment such as pumps, blowers, purifiers and the like, thus significantly reducing the required maintenance and operating costs associated with the vent gas flow through the gas cabinet.
전술한 설명은 가스 캐비넷에 관한 것이지만, 이러한 논의는 흡착제계 유체 공급 용기가 사용되고 또한 인클로저로부터 나온 누출 성분을 휩쓸어버리기 위해 환기 가스가 관류하는 다른 인클로저에도 마찬가지로 적용가능하다.While the foregoing description is directed to gas cabinets, this discussion is equally applicable to other enclosures in which the adsorbent-based fluid supply vessel is used and in which the vent gas is perfused to sweep away the leaking components from the enclosure.
유체 공급 용기(들)를 포함하는 가스 인클로저는 용기의 압력 또는 유체 잔량을 수용하기 위해 어떤 적절한 방식으로도 설치될 수 있다. 예컨대, 일 실시에서, 시스템은 유체 공급 용기 내의 압력이 대기압 이하이거나 또는 소정의 레벨 보다 낮을 때 마다 낮은 환기 유량이 허용되고, 하지만 압력이 그러한 레벨을 초과하거나 다른 경보 조건이 발생되면 환기 가스의 높은 배출 속도가 얻어지도록 설치될 수 있다. 이렇게 해서, 본 발명의 넓은 방안은 심지어 고압 가스 실린더가 사용되는 인클로저 구조에도 적용될 수 있는데, 왜냐하면 가스가 분배됨에 따라 고압 가스의 압력이 줄어들며 또한 계속되는 가스 분배로 가스 압력이 떨어짐에 따라 심지어 높은 배출 가스 유량이 대응하여 점진적으로 감소될 수 있기 때문이다.The gas enclosure comprising the fluid supply container (s) may be installed in any suitable manner to accommodate the pressure or fluid level of the container. For example, in one implementation, the system may allow a low vent flow rate whenever the pressure in the fluid supply vessel is below atmospheric pressure or below a predetermined level, but if the pressure exceeds that level or another alarm condition occurs, So that the discharge speed can be obtained. In this way, the wide scope of the invention can be applied even to enclosure structures in which high pressure gas cylinders are used, as the pressure of the high pressure gas decreases as the gas is dispensed, and even as the gas pressure decreases with subsequent gas distribution, The flow rate can be correspondingly gradually reduced.
그러므로, 본 발명은 최악의 방출 시나리오에 대비하여 유체 공급 용기 인클로저를 과잉설계하고 또한 최악의 방출 경우를 연속적으로 수용한 환기 유량을 유지하는 종래 방안의 상당한 단점을 회피하는 환기 가스 이용에 대한 통합적인 방안을 생각하고 있는 것이다.Therefore, the present invention provides an integrated approach to ventilation gas utilization that avoids the significant disadvantages of the prior art designs of over-designing the fluid supply container enclosure against the worst-case emission scenarios and maintaining a ventilation flow rate that continuously accommodates the worst- I am thinking about the plan.
본 발명의 다양한 특정 실시형태에서, 흡착제계 유체 공급 용기를 포함하는 가스 캐비넷 인클로저 내에서의 온도, 압력 또는 다른 조건이 모니터링될 수 있으며 또한 환기 가스 유량을 조절하기 위한 기초로서 사용될 수 있다.In various specific embodiments of the present invention, temperature, pressure, or other conditions within the gas cabinet enclosure comprising the adsorbent-based fluid supply vessel can be monitored and also used as a basis for controlling the ventilation gas flow rate.
따라서, 본 발명은 용기(들)로부터의 유체 분배를 포함한 인클로저의 작동과 관련된 위험 조건(들)에 응답하여 환기 가스 유량을 맞추거나 트리거할 수 있는 "스마트한" 인클로저의 제공을 생각한다.Accordingly, the present invention contemplates providing a " smart " enclosure that can match or trigger the vent gas flow rate in response to the hazard condition (s) associated with operation of the enclosure, including fluid distribution from the vessel (s).
인클로저 내의 유체 공급 용기는 또한 분배되는 가스의 압력이 소정의 상한을 초과하면 용기와 분배 매니폴드 사이의 절연 밸브가 닫히거나 또는 용기의 밸브 헤드 어셈블리에 있는 유동 제어 밸브가 닫혀 분배 작업이 끝나고 또한 정상적인 조건으로 되돌아갈 때까지 환기 가스 댐퍼를 자동적으로 열어 인클로저를 통한 배출 속도가 증가하여 인클로저 및 그안의 용기(들)의 작동시 더 높은 수준의 안전성을 제공하도록 될 수 있다.The fluid supply vessel in the enclosure may also be closed if the pressure of the gas being dispensed exceeds a predetermined upper limit or the isolation valve between the vessel and the distribution manifold is closed or the flow control valve in the valve head assembly of the vessel is closed, The ventilation gas damper is automatically opened until the condition is returned to increase the discharge rate through the enclosure so as to provide a higher level of safety in operation of the enclosure and the container (s) therein.
모니터링되는 유체 분배 파라미터, 예컨대 유체 공급 용기 내의 유체 압력, 용기 내 유체의 부피 잔량, 용기에서 배출되는 총 분배 유체 부피, 유체 공급 용기 내에 있는 흡착된 유체의 중량, 인클로저 내의 압력, 인클로저 내의 온도, 또는 다른 적절한 변수, 또는 변수의 조합에 따른 유체 공급 용기 인클로저를 통과하는 환기 가스 유량의 조절은, 센서나 모니터를 이 센서나 모니터로부터 출력을 받는 처리기에 적절하게 연결함으로써 이루어지며, 상기 처리기는 인클로저를 통과하는 환기 가스의 부피 유량을 조절하는데 사용되는 상관적인 제어 신호를 발생시키게 된다. 처리기는 모니터링 및 제어 작업을 실행하는데 특별히 적합하게 된 마이크로프로세서, 프로그램가능한 논리 장치, 다목적 컴퓨터 또는 이러한 목적에 효과적인 다른 처리 장치일 수 있다. 대안적으로, 센서로부터 나오는 신호는 시스템으로부터 가스 실린더를 절연시키고, 경보를 울리며 그리고/또는 더 많은 환기 유동을 허용하기 위해 댐퍼의 위치를 조절하는 것과 같은 완화 작용을 직접 촉발할 수 있다.The fluid pressure in the fluid supply container, the volume remaining in the fluid in the container, the total dispensed fluid volume exiting the container, the weight of the adsorbed fluid in the fluid supply container, the pressure in the enclosure, the temperature in the enclosure, or Adjustment of the ventilation gas flow rate through the fluid supply container enclosure according to any other suitable variable or combination of variables is accomplished by suitably connecting the sensor or monitor to the processor receiving output from the sensor or monitor, To generate a correlated control signal that is used to adjust the volumetric flow rate of the passing vent gas. The processor may be a microprocessor, a programmable logic device, a multipurpose computer, or other processing device effective for this purpose, which is specially adapted to perform monitoring and control operations. Alternatively, the signal from the sensor may directly trigger an easing action, such as isolating the gas cylinder from the system, sounding an alarm, and / or adjusting the position of the damper to allow more ventilation flow.
상기 처리기에 의해 발생되는 출력 제어 신호는 조절에 효과적이라면 어떤 적절한 형태라도 될 수 있다. 예컨대, 출력 신호를 전달하여, 공압 밸브 액츄에이터를 통전시키거나, 유동 제어 밸브, 댐퍼 또는 다른 유동 결정 장치를 원하는 정도로 개폐하여 인클로저를 통과하는 환기 가스의 적절한 유동을 제공하거나, 또는 환기 가스를 위한 원동기로서 사용되는 펌프 또는 송풍기의 펌핑률을 증가시킬 수 있다.The output control signal generated by the processor may be in any suitable form as long as it is effective for regulation. For example, an output signal may be transmitted to energize the pneumatic valve actuator, or to open and close a flow control valve, damper, or other flow determination device as desired to provide adequate flow of vent gas through the enclosure, It is possible to increase the pumping rate of the pump or the blower used as the pump.
본 발명은 대기압 이하의 유체 공급 용기의 사용에 수반되는 이하의 이점, 즉 (ⅰ) 중앙 루프탑 비상 스크러버, 예컨대 물 스크러버, 흡착제 스크러버, 화학 흡착제 스크러버를 통해 이온 주입 가스 박스에 대한 배출을 실행할 필요가 없어, 하우스 비상 방출 스크러버의 크기를 줄일 수 있고, (ⅱ) 유체 용기 영역으로부터 직원의 부분적인 배출에 대한 요건을 완화하고 또는 최소 수의 직원이 유체 공급 용기의 교환 근처에 있을 때 그런 용기의 교환을 수행함으로써 반도체 제조 설비에서 도펀트 공급원 가스를 전달하기 위한 규약이 완화되고, 그리고 (ⅲ) 이온 주입기를 포함하여 가장 무겁게 이용되는 장비가 설비의 중심에 있는 구성에서 반도체 제조 설비에서 장비의 배치에 대한 유연성이 증가되며, 그래서 주입기는 설비의 원거리 영역에 국한될 필요가 없으며 또한 작업 흐름과 보급 관리가 결과적으로 개선된다는 이점에 추가하여, 환기 가스 요건을 줄임으로써 대기압 이하의 유체 공급 용기의 사용에 대한 실질적인 다른 이점을 얻는다.The present invention has the following advantages associated with the use of sub-atmospheric fluid supply vessels: (i) the need to perform an exhaust to an ion-implanted gas box via a central loop top emergency scrubber, such as a water scrubber, an adsorbent scrubber, and a chemisorbent scrubber (Ii) relieves the requirement for partial discharge of personnel from the fluid container area, or, when there is a minimum number of employees in the vicinity of the exchange of the fluid supply container, (Iii) the most heavily used equipment, including the ion implanter, is placed in the center of the facility in the arrangement of the equipment in the semiconductor manufacturing facility, and So that the injector is limited to the remote area of the installation. There is also obtained a substantial further advantage of the use of the fluid supply vessel below atmospheric pressure by, in addition to the advantage of the workflow management and distribution that result in improved, reducing ventilation gas requirements.
본 발명의 환기 가스 시스템 및 공정을 이용하는 가스 인클로저에서, 가스 인클로저는 인클로저를 통과하는 환기 가스의 휩씀을 최적화하기 위한 내부 배플 및 누출을 제어하기 위해 도어와 접근 포트에 있는 시일과 같은 추가적인 향상 수단을 사용할 수 있다. 특정의 인클로저 적용은 상이한 조건에서 인클로저에서 상이한 수의 공기 변화, 또는 상이한 조건에서 인클로저 내의 상이한 압력 또는 다른 가변적인 응답 결과를 얻기 위해 시스템 조건에 따라 조절되는 환기 가스 유량을 이용할 수 있다.In a gas enclosure that utilizes the ventilation gas system and process of the present invention, the gas enclosure may include an internal baffle to optimize the sweeping of the vent gas through the enclosure, and additional enhancement means, such as a seal in the door and access port, Can be used. A particular enclosure application may utilize a different number of air changes in the enclosure under different conditions or a ventilation gas flow rate that is adjusted according to system conditions to obtain different pressure or other variable response results within the enclosure under different conditions.
환기 가스 유량의 조절로, 이를 이용하는 설비는 덜 "조정된(conditioned) 공기"를 발생시킬 수 있고 또한 대기압 이하의 분배 유체 공급 용기를 포함하는 인클로저의 작동시 발생되는 배출 공기의 가스 모니터링 및 감소를 줄일 수 있다. 일반적인 반도체 제조 시스템의 작동에서, (1) 외부 공기를 여과하고, (2) 여과된 공기를 냉동하여 그 공기를 제습하고, (3) 제습된 공기를 일반적으로 68℃ ~ 70℃로 가열하며, 그리고 (4) 증기를 추가하여 그 공기를 일반적으로 38℃ ~ 40℃ 상대 습도로 다시 습하게 하는 것을 포함하는 일련의 단계로 설비에서 맑은 공기를 만든다. 배출 속도를 줄임으로써, 구성 가스 요건, 냉각, 제습, 가열, 모니터링, 검출 및 건설 비용에서 실질적인 절감을 이룰 수 있다.With the regulation of the ventilation gas flow rate, the facility utilizing it is capable of generating less " conditioned air " as well as monitoring and reducing the gas emissions in the operation of the enclosure, including a sub- Can be reduced. (2) filtering the filtered air to dehumidify the air; and (3) heating the dehumidified air to generally 68 ° C to 70 ° C, And (4) adding steam to re-wet the air, typically at 38 ° C to 40 ° C relative humidity. By reducing the discharge rate, substantial reductions in the constituent gas requirements, cooling, dehumidification, heating, monitoring, detection and construction costs can be achieved.
따라서, 유체 분배 시스템 및 공정 파라미터에 응답하여 환기 가스 유량을 동적으로 조절함으로써 시스템 및 공정에서 실질적이고 예기치 못한 개선을 이룰 수 있는데, 왜냐하면 그렇게 해서 인클로내의 흡착제계 및/또는 내부 조절기식 유체 공급 용기를 이용하는 설비의 에너지 소비 및 자본과 작동 비용을 실질적으로 줄일 수 있으며, 고장간의 환기 및 배출 가스 장비 평균 시간(MBT)이 증가되며, 따라서 하우스 배출 및 환기 시스템과 관련된 유지 관리 및 보수의 부담이 현격히 감소되기 때문이다. 그 결과 유체 이용 설비는 상당히 더욱 효율적으로 되며 또한 내포된 유체 공급 용기와 관련된 환기 및 배출 요건이 완화될 수 있으며 또한 구성, 모니터링 및 제어 요건이 감소되고, 따라서 설비의 가스원이 더욱 효과적으로 이용될 수 있다.Thus, substantial and unexpected improvements in the system and process can be achieved by dynamically adjusting the ventilation gas flow rate in response to the fluid distribution system and process parameters, since the adsorbent system and / or internal regulator fluid supply vessel Can significantly reduce the energy consumption and capital and operating costs of the plant using the plant, increase the average ventilation and exhaust gas equipment time between failures (MBT), and thus significantly reduce the burden of maintenance and repair related to the house exhaust and ventilation system . As a result, the fluid utilization facility is significantly more efficient and also the ventilation and discharge requirements associated with the nested fluid supply container can be mitigated and also the configuration, monitoring and control requirements are reduced and thus the gas source of the installation can be used more effectively have.
반도체 제조 설비에의 적용시, 환기 가스 유동의 이러한 동적 조절은 비용 절감과 에너지 효율에 큰 기여를 한다. 반도체 제조 설비에서, 설비의 다양한 구역의 청정도는 등급 M1(ISO 등급 3)에서부터 등급 M6(ISO 등급 9)까지 있으며 클린룸은 청정도 조건을 유지하기 위해 수백만 입방 피트의 공기를 이동시키는 재순환 공기 핸들러를 이용한다. 반도체 제조 설비는 그 설비에서 처리되는 매 200 mm 웨이퍼 당 450 kWh 이상의 에너지를 사용할 수 있으며, 공칭적으로 설비에서의 에너지 소비의 60%는 냉각기(chiller), 공기 재순환 및 구성 팬, 배출 공기 시스템 및 현장 질소 플랜트를 포함한 설비 시스템에 의한 것이다. 에너지 소비의 나머지 40%는 공정 장비에 의한 것인데, 이 공정 장비의 공정 펌프가 주된 에너지 소비원인 것이다.When applied to semiconductor manufacturing facilities, this dynamic control of the ventilation gas flow makes a significant contribution to cost savings and energy efficiency. In semiconductor manufacturing facilities, the cleanliness of various areas of the facility ranges from Class M1 (ISO Class 3) to Class M6 (ISO Class 9) and the cleanroom is a recirculating air handler that moves millions of cubic feet of air to maintain cleanliness conditions. . Semiconductor manufacturing facilities can use more than 450 kWh of energy per 200 mm wafer processed in the facility and 60% of the energy consumption in the plant is nominally used for chillers, air recirculation and configuration fans, This is due to the plant system including the on-site nitrogen plant. The remaining 40% of energy consumption is attributed to process equipment, which is the main source of energy consumption.
반도체 제조 설비에서 환기 가스 유동의 이러한 동적 조절로 이룰 수 있는 절감의 일 실례를 들면, 배출 가스 요건에서 200 ft.3/min의 감소로 전기 요구량이 2.2 kW만큼 감소되고 또한 구성 가스 조정에 필요한 팬과 냉각기 에너지에 있어서 12,000 ~ 18,000 kWh/년 이상을 절감할 수 있다. 이리하여, 설비에 대해 평균 에너지 비용을 $6 ~ $8/ft3./min/년으로 줄일 수 있다.One example of the savings that can be achieved with this dynamic control of the ventilation gas flow in a semiconductor manufacturing facility is a 200 ft. A reduction of 3 / min reduces the electrical demand by 2.2 kW and also saves more than 12,000 to 18,000 kWh / year in the fan and cooler energy required to regulate the constituent gases. Thus, the average energy cost for the installation can be reduced to $ 6 to $ 8 / ft 3 ./min/ year.
환기 가스 유동의 동적 조절은 단일 용기 유체 공급 용기 인클로저 및 복수 용기 유체 공급 용기 인클로저에 적용될 수 있음을 알 것인 바, 상기 단일 용기 유체 유체 공급 용기 인클로저에서 환기 가스 유동은 단일 용기 안에 저장되어 있고 그로부터 분배되는 유체의 압력 및/또는 부피 특성에 따라 조절될 수 있고, 상기 복수 용기 유체 공급 용기 인클로저에서는 개별 용기들은 가변적인 조건일 수 있는데, 즉 그런 용기들 중 하나 이상은 완전히 채워질 수 있고, 반면 그러한 용기들 중 하나 이상의 다른 용기는 빈 상태이거나 거의 빈 상태일 수 있으며, 그러한 용기들 중 하나 이상 다른 용기는 그 안의 압력과 유체 부피의 중간 부피일 수 있다.It will be appreciated that the dynamic adjustment of the ventilation gas flow can be applied to a single container fluid supply container enclosure and a multiple container fluid supply container enclosure wherein the ventilation gas flow in the single container fluid fluid supply container enclosure is stored in a single container, Or volume characteristics of the fluid being dispensed, and in the multi-container fluid supply container enclosure, the individual containers may be variable conditions, i.e. one or more of such containers may be completely filled, One or more of the containers may be empty or nearly empty, and one or more of the containers may be the middle volume of the pressure and fluid volume therein.
그러므로, 이러한 복수 용기 유체 공급 용기 인클로저에서는 유체의 잔량, 유체 압력, 각 용기로부터 분배되는 유체의 압력 등에 대해 인클로저 내의 각 용기가 개별적으로 모니터링되는 통합적인 모니터링 시스템을 이용하는 것이 필요할 수 있으며, 이러한 모니터링 시스템에서는 결과적으로 얻은 모니터링 데이터를 처리하여 인클로저를 통한 환기 가스 유동의 전체적인 제어된 수준을 제공한다. 이러한 통합적인 유동은 예컨대 인클로저 내 복수의 용기 각각에 있는 스트레인 게이지를 포함할 수 있으며, 각 스트레인 게이지는 용기 내 유체의 잔량과 압력에 상관이 있는 출력을 발생시키고 또한 데이터 획득 및 처리기 모듈에 연결되는데, 이 모듈은 데이터를 통합하고, 합계하거나 아니면 축적 및 가공하여 인클로저를 통한 환기 가스 유동을 조절하는데 이용되는 출력 제어 신호를 제공한다.Therefore, in such a multi-container fluid supply container enclosure it may be necessary to utilize an integrated monitoring system in which each container in the enclosure is individually monitored for fluid level, fluid pressure, pressure of the fluid dispensed from each container, Processes the resulting monitoring data to provide an overall controlled level of ventilation gas flow through the enclosure. This integrated flow can include, for example, strain gauges in each of a plurality of vessels in an enclosure, each strain gauge generating an output that is correlated to the remaining amount and pressure of fluid in the vessel and is also coupled to a data acquisition and processor module , This module provides an output control signal that is used to integrate, sum, or accumulate and process the data to control the flow of ventilation gas through the enclosure.
그리고 인클로저를 통한 환기 가스 유동의 조절은, 전술한 바와 같이 댐퍼, 통풍창 등의 위치를 조정하는 것, 유체 공급 용기를 포함하는 인클로저에 환기 가스를 전달하는 환기 가스 이송 라인에 있는 유동 제어 밸브를 조절하는 것, 환기 가스를 인클로저에 펌핑하고 그리고/또는 인클로저에서 이러한 환기 가스를 배출시키는데 이용되는 펌프의 속도를 조절하는 것을 포함하여 어떤 적절한 방식으로도 검출될 수 있으며, 또는 모니터링되는 장비 또는 유체 공급 작동과 관련된 조건에 근거하여 환기 가스의 부피 유량 또는 양 또는 속도를 원하는 정도로 조절하는 다른 적절한 방식으로도 검출될 수 있다.And the adjustment of the ventilation gas flow through the enclosure may be accomplished by adjusting the position of the damper, ventilation window, etc. as described above, adjusting the flow control valve in the ventilation gas transfer line that transfers the ventilation gas to the enclosure containing the fluid supply container Including adjusting the speed of the pump used to pump the vent gas to the enclosure and / or to pump the vent gas to the enclosure, or to monitor the equipment or fluid supply operation Or other suitable manner of adjusting the volume flow rate or volume or velocity of the ventilation gas to a desired degree based on the conditions associated with the ventilation gas.
일 실시형태에서, 복수의 유체 공급 용기를 포함하는 인클로저는 인클로저 내 복수의 용기 각각을 위한 개별적인 서브인클로저를 제공하도록 구획되어 있으며, 따라서 복수 용기의 개별적인 용기를 포함하는 각 서브인클로저에 대해 환기 가스 조절이 간단하게 또한 금방 수행될 수 있다.In one embodiment, an enclosure comprising a plurality of fluid supply vessels is delimited to provide an individual sub-enclosure for each of the plurality of containers in the enclosure, and thus, for each sub-enclosure comprising the individual containers of the plurality of containers, This can also be done simply and quickly.
이러한 구성에서, 실례로서, 이러한 용기만 유지하는 서브인클로저에서 최대 충전 압력에서 전 유체 잔량, 예컨대 700 Torr(=93.3 kPa)에서 2.2 리터의 비화수소를 포함하는 유체 공급 용기는 75 ft.3/min의 유량으로 그러한 서브인클로저를 통한 환기 가스의 유동으로 환기될 수 있다. 그리고 이러한 용기가 능동 분배에 이용된다면, 용기 내 비화수소의 압력은 용기가 배기되고 비화수소의 "힐즈(heels)" 잔류물만 남을 때까지 비화수소가 계속 배출됨에 따라 저하될 것이다. 연속적으로 또는 대안적으로 단계적으로 서브인클로저를 통한 환기 속도를 용기 내 비화수소의 모니터링되는 압력에 맞게 함으로써, 용기 내 비화수소 압력이 500 Torr(=66.7 kPa)로 저하될 때 환기 가스 유량은 예컨대 60 ft.3/min으로 감소될 수 있으며, 용기 내 비화수소 압력이 350 Torr(=46.7 kPa)로 저하될 때 환기 가스 유량은 예컨대 45 ft.3/min으로 감소될 수 있다.In this configuration, as an example, a fluid supply vessel containing 2.2 liters of hydrogen at a full fluid level, e.g., 700 Torr (= 93.3 kPa) at full filling pressure in a sub enclosure holding only such a vessel, Can be vented to the flow of ventilation gas through such sub-enclosure at a flow rate of 3 / min. And if such a container is used for active distribution, the pressure of the hydrogen in the container will decrease as the hydrogen is continuously discharged until the container is evacuated and only the " heels " residue of the hydrogen is left. Continuously or alternatively, by adjusting the ventilation rate through the sub-enclosure stepwise to the monitored pressure of the hydrogen in the vessel, the ventilation gas flow rate is reduced to, for example, 60 (60 kPa) when the hydrogen pressure in the vessel is reduced to 500 Torr ft. 3 / min, and when the hydrogen pressure in the vessel is reduced to 350 Torr (= 46.7 kPa), the ventilation gas flow rate is, for example, 45 ft. 3 / min. ≪ / RTI >
따라서, 복수 용기 가스 공급 용기 인클로저를 전용의 서브인클로저부로 분할함으로써, 이러한 서브인클로저부 각각을 통과하는 환기 가스 유동의 독립적인 제어가 가능하여, 인클로저 내의 유체 공급 용기 또는 그의 관련 유동 회로로부터의 누출 발생을 수용하는 최고 수준의 안전 작업에 부합하는 방식으로 환기 가스 유동을 더욱 최적화할 수 있다.Thus, by dividing the multi-container gas supply container enclosure into dedicated sub enclosure portions, independent control of the flow of ventilation gas through each of these sub enclosure portions is possible, and leakage from the fluid supply container or its associated flow circuit in the enclosure The ventilation gas flow can be further optimized in a manner that is consistent with the highest level of safety work that can be accommodated.
환기 가스 조절은 소위 열 배출물로서 유체 이용 설비에 있는 공정 장비로부터 열을 제거하는데 배출 가스를 사용하는 것과 같이 유체 이용 설비에서 배출 가스 공정과 통합될 수 있다. 공기를 열 배출물로서 사용하여, 공정 장비로부터 열을 대류적으로 제거할 수 있고 또한 그러한 장비로부터 나온 누출 가스를 동반하여 독성 또는 위험한 성분의 농도 레벨을 최소화할 수 있다. 반도체 제조 설비에서, 열 배출물은 일반적으로 외부의 일반적인 배출물 처리부에 보내지고, 가스 박스 공기 배출물은 일반적으로 스크러빙된 배출물에 보내진다. 일반적인 배출물 처리부는 일반적인 배출물을 처리하여 이를 대기로 배출하기 위해 루프탑(rooftop) 또는 다른 곳을 이용할 수 있다. 스크러빙된 배출물은 일반적으로 액체/가스 스크러빙 작업을 받아 그러한 배출 가스로부터 독성 또는 위험한 종(species)을 제거한다.Ventilation gas control can be integrated with the off-gas process in fluid utilization facilities, such as using off-gas to remove heat from process equipment in the fluid utilization facility as a so-called heat release. Air can be used as a heat sink to convectively remove heat from process equipment and to minimize concentration levels of toxic or hazardous components with leaking gases from such equipment. In a semiconductor manufacturing facility, heat effluent is typically sent to an external generic emission treatment, and the gas box air effluent is typically sent to the scrubbed effluent. Typical emissions treatment units can use a rooftop or elsewhere to treat common emissions and discharge them to the atmosphere. The scrubbed effluent generally undergoes liquid / gas scrubbing operations to remove toxic or hazardous species from such exhaust gases.
흡착제계 또는 내부적으로 압력이 조절되는 유체 공급 용기가 이러한 공정 시스템의 이온 공급부에 도펀트 가스를 공급하기 위해 이온 주입기의 가스 박스에 사용되는 일 실시형태에서, 열 배출물은 반도체 제조 설비에서 사용되기 위해 재생되기 전에 위험한 또는 독성 종의 검출을 위한 생명 안전 모니터링 장비를 통해 다시 보내져 전달된다. 이러한 실시형태에서, 이온 주입기의 가스 박스에서 나온 가스 박스 배출물은 일반적으로 배출물에 다시 보내지고, 위험한 또는 독성 종의 검출을 위한 생명 안전 장비 모니터링을 통해 전달되고 그리고 일반적인 배출물 처리 유닛, 예컨대 루프 설치식 배출물 처리 유닛에 전달된다. 이러한 수정은 흡착제계 또는 내부적으로 압력이 조절되는 유체 공급 용기 및 유체 공급 용기로부터 배출되는 가스의 낮은 배출 압력의 사용으로 수월해진다.In an embodiment wherein the adsorbent system or internally pressure regulated fluid supply vessel is used in a gas box of an ion implanter to supply a dopant gas to the ion supply of such a process system, the heat effluent is recycled Safety monitoring equipment for the detection of dangerous or toxic species before it is sent back to you. In this embodiment, the gas box emissions from the gas box of the ion implanter are generally sent back to the emissions, delivered through life safety equipment monitoring for the detection of hazardous or toxic species, To the emission processing unit. Such modifications are facilitated by the use of a low outlet pressure of the adsorbent system or internally the pressure controlled fluid supply vessel and the gas discharged from the fluid supply vessel.
반도체 제조 설비에서, 설비의 배출 요건은 여러 카테고리, 즉 열/일반적인 배출물, 산(acid) 배출물, 선택적인 암모니아 배출물 및 휘발성 유기 화합물(VOC) 배출물에서 나온다. 대부분의 공정 유출물은 부피 발생률이 적은데, 예컨대 2 ~ 10 ft.3/min 정도이고, 설비에서 독성 및 위험한 물질을 덕트 밖에 유지시키고 직원에 대한 노출을 제한하기 위해 사용 지점 감소 시스템이 이용된다. 공정 유출물은 집중식 산 배출부를 관류하여 루프 스크러버를 통해 나간다. 습식 벤치 공정 배출물은 관련된 높은 유량 때문에 루프 설치식 스크러버로 직접 흐르게 된다. 열 배출물은 미처리 상태에서 배출되고 또는 어떤 경우에는 반도체 설비로 다시 보내진다.In semiconductor manufacturing plants, the emission requirements for a facility come from several categories: thermal / general emissions, acid emissions, selective ammonia emissions, and volatile organic compound (VOC) emissions. Most process effluents have a low volume rate, for example, 2 to 10 ft. 3 / min, and a point-of-use reduction system is used to keep toxic and hazardous materials out of the facility and limit exposure to employees. The process effluent exits the loop acid scrubber through the concentrated acid outlet. The wet bench process effluent flows directly into the loop-mounted scrubber due to the associated high flow rate. The heat effluent is discharged from the untreated state or, in some cases, sent back to the semiconductor facility.
일반적으로, 공정 공구 및 가스/화학적 영역은 안전을 위해 격납 인클로저를 사용한다. 작업 영역에서 독성의 위험한 물질의 가능성을 더 제한하기 위해 이러한 공정 인클로저는 빈번히 전체적으로 제조 설비에 대해 부압에서 가동된다. 자연 발화성의 가연성 재료는 더 높은 배출 레벨을 요한다. 일반적으로 이온 주입기는 1500 ~ 3500 ft.3/min 범위의 배출 유량을 이용하는데, 이 유량은 공정 배출물(1 ~ 2 ft.3/min), 가스 박스 배출물(300 ~ 400 ft.3/min) 및 나머지 열 배출물에 할당된다. 설비 공기가 인클로저에 있는 통풍창을 통해 흡입되어 전력 공급부 및 그 안의 고에너지 요소를 냉각할 수 있으며, 이러한 가스의 배출물은 공정 공구의 정상부에 있는 배출 스택을 통과한다. 배출 공기 온도는 약 75 ~ 85 ℉ 일 수 있다. 공정 배출 배관에서의 사고 또는 가스 박스 내 유체의 상당한 방출은 열 배출물을 오염시킬 가능성이 있기 때문에, 대부분의 반도체 제조 설비는 1000 ~ 2000 ft.3/min의 유량으로 열 배출물을 하우스 중앙 배출 시스템(열 배출부 또는 산 배출부)에 배출한다.Generally, process tools and gas / chemical areas use containment enclosures for safety. To further limit the potential of hazardous substances of toxicity in the work area, these process enclosures are frequently run at negative pressure on the manufacturing facility as a whole. Flammable combustible materials require higher discharge levels. Generally, the ion implanter has 1500 ~ 3500 ft. 3 / min, which is assigned to process emissions (1 to 2 ft. 3 / min), gas box emissions (300 to 400 ft. 3 / min) and the remaining heat output. The facility air can be sucked through the windshield in the enclosure to cool the power supply and the high energy elements therein, and the discharge of this gas passes through the discharge stack at the top of the process tool. The exhaust air temperature may be about 75-85 < 0 > F. Most semiconductor fabrication facilities are located at 1000 to 2000 ft. Ft., Because accidents at process discharge piping or significant release of fluids in gas boxes can contaminate the heat effluent. The heat discharge is discharged at a flow rate of 3 / min to the house central discharge system (heat discharge section or acid discharge section).
본원에서 논의하는 환기 가스 조절은 이러한 환기 가스 조절이 없는 대응하는 공정 시스템에 대해 50 ~ 75%의 배출 감소를 달성할 수 있다.The vent gas regulation discussed herein can achieve a 50-75% emission reduction for a corresponding process system without such vent gas regulation.
저 레벨의 독성 성분이 반도체 제조 설비 안으로 다시 들어가는 것에 대한 우려는 열 배출물에 존재할 수 있는 물질을 화학흡착하기 위해 화학적 필터를 사용하여 대처 및 해결할 수 있다. 화학적 필터의 특징은 유리하게도 동적으로 빠른 작동 및 낮은 압력 강하에 있다. 독성 가스 모니터를 사용하여 화학적 필터의 성능을 확인할 수 있다. 주입기 가스 박스는 루프 스크러버로 배출될 수 있으며, 본 발명에 따라 대기압 이하의 흡착제계 유체 공급 용기를 사용하면, 가스 박스 배출물을 상당히 줄일 수 있는데, 예컨대 100 ft.3/min 이하로 줄일 수 있다. 공정 유출물은 사용 지점 스크러버로 처리될 수 있고 또는 공정 시스템의 중앙 산 스크러버를 통해 배출될 수 있다. 이러한 시스템에서, 선택적인 열교환기를 사용하여 열부하를 제거할 수 있고, 또는 설비의 기존 재순환/냉각기 능력을 사용하여 열 부하를 제거할 수 있다.Concerns about low levels of toxic components entering the semiconductor fabrication facility can be addressed and resolved using chemical filters to chemically adsorb the substances that may be present in the heat effluent. The characteristics of the chemical filter are advantageously dynamically fast operation and low pressure drop. A toxic gas monitor can be used to verify the performance of chemical filters. The injector gas box can be vented to the loop scrubber and using the adsorbent based fluid supply vessel below atmospheric pressure in accordance with the present invention can significantly reduce gas box emissions, 3 / min or less. The process effluent may be treated with a point of use scrubber or may be vented through a central acid scrubber of the process system. In such a system, a selective heat exchanger can be used to remove the thermal load, or the existing recirculation / cooling capability of the installation can be used to remove the heat load.
열 배출물을 이용 영역으로 되돌려 보내면, 예컨대 어떤 경우에는 실질적으로 약 1500 ft.3/min만큼 주입기의 배출 요건을 줄일 수 있으며, 이와 함께 실질적인 에너지 절감도 수반된다. 기존의 공정 설비를 수정하여 주입기 열 배출물을 이용 영역으로 보내는 경우, 다시 보내기는 기존의 배출 시스템의 능력을 효과적으로 확장하고 다른 공정 장비에 대한 용적 능력을 자유롭게 해준다.If the heat effluent is returned to the service area, for example, in some cases, substantially 1500 ft. 3 / min, which is accompanied by substantial energy savings. When modifying existing process facilities to send injector heat emissions to the service area, resending effectively expands the capabilities of existing discharge systems and frees up capacity for other process equipment.
따라서, 공정 시스템 작동 조건 및 장비 요소에 근거한 환기 가스 유동의 동적 조절로 비용과 효율에 있어서 실질적인 개선을 이룰 수 있다. 이전에는 가스 캐비넷 배출 속도는 유체 공급 용기의 시작 압력을 위해 결정되는 최악의 방출 시나리오 및 가스 분배 유동 회로에서 사용되는 제한 유동 오리피스(RFO) 직경에 근거하였다.Thus, dynamic adjustment of ventilation gas flow based on process system operating conditions and equipment elements can achieve substantial improvements in cost and efficiency. Previously, the gas cabinet discharge rate was based on the worst-case emission scenario determined for the starting pressure of the fluid supply vessel and the limited flow orifice (RFO) diameter used in the gas distribution flow circuit.
유체 공급 용기로부터 나오는 최악의 방출 속도는 가스가 유체 공급 용기에서 분배되는 압력의 효과적인 감소로 실질적으로 낮아질 수 있다. 이는 특히 대기압 이하의 압력에서 흡착 가스를 저장하는 흡착제계 유체 공급 용기가 이용되는 경우이다. 내부에 조절기가 있는 유체 공급 용기의 경우, 그 내부 조절기의 설정점은 원하는 압력, 예컨대 대기압 이하의 압력에서 100 psig(=689.5 kPa) 범위의 압력에서 유체 분배가 일어나도록 정해진다.The worst release rate from the fluid supply vessel can be substantially lowered by an effective reduction of the pressure at which the gas is dispensed in the fluid supply vessel. This is particularly the case when an adsorbent-based fluid supply vessel is used which stores the adsorbed gas at sub-atmospheric pressure. In the case of a fluid supply vessel with an internal regulator, the set point of its internal regulator is set such that fluid distribution occurs at a desired pressure, for example, a pressure in the range of 100 psig (= 689.5 kPa) at sub-atmospheric pressure.
두 경우, 분배된 가스의 전달 속도는 유체 공급 용기와 관련된 유동 회로에 RFO를 이용하여 결정될 수 있다. 이렇게 해서, 가스 유량을 실제 공정 요구에 더욱 가까이 맞출 수 있으며, 더불어 종래의 고압 가스 실린더를 사용하는 경우에 비해 최악의 방출 속도를 약 4 ~ 10배 낮출 수 있다. 결과적으로, 이에 따라 캐비넷 환기 속도를 줄일 수 있다.In both cases, the delivery rate of the dispensed gas can be determined using RFO in the flow circuit associated with the fluid supply vessel. In this way, the gas flow rate can be more closely matched to actual process demands, and the worst release rate can be lowered by about 4 to 10 times compared with the case of using a conventional high-pressure gas cylinder. As a result, the cabinet ventilation speed can thereby be reduced.
분배된 유체를 이용하는 공정 공구에 유체 공급 용기를 더 가까이 위치시켜 추가적인 절감을 이룰 수 있으며, 그리하여 설비에서 긴 배관의 비용을 피할 수 있다. 대기압 이하의 작동을 사용하여 고압 실린더와 관련된 위험을 1000 팩터 만큼 감소시킬 수 있으므로, 유체 공급 용기는 사용 지점에 수백 미터 더 가까이 재위치될 수 있으며, 전체 설비 장치의 효율이 현저히 개선될 수 있다.Additional disposal can be achieved by placing the fluid supply vessel closer to the process tool using the dispensed fluid, thus avoiding the cost of long piping in the installation. The sub-atmospheric operation can be used to reduce the risk associated with high-pressure cylinders by 1000 factors, so that the fluid supply vessel can be repositioned closer to the point of use by several hundred meters and the efficiency of the entire plant can be significantly improved.
설비의 환기되는 하우징 또는 제한된 영역에 있는 습식 벤치 및 화학적 탱크와 같은 장비와 함께 환기 가스의 동적 조절을 또한 이용할 수 있다.Dynamic control of the ventilation gas can also be utilized with equipment such as a wet bench and chemical tank in the vented housing or limited area of the facility.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 유체 이용 처리 시스템(10)의 일 부분으로서, 흡착제계 유체 공급 용기(12)를 포함하는 가스 캐비넷(40)을 개략적으로 나타내는데, 상기 가스 캐비넷은 유체 공급 용기 내의 유체 잔량에 따라 환기 가스 유동을 조절하도록 되어 있다.Referring now to the drawings, Figure 1 schematically depicts a
도시되어 있는 바와 같이, 가스 캐비넷(40)은 내부 공간(42)을 규정하는 인클로저를 제공하며, 이 내부 공간 안에는 유체 공급 용기(12)가 설치되는데, 이 용기는 기부 부재(74)상에 배치되며 또한 캐비넷(40)의 벽에 고정되는 브라켓(76, 78)에 의해 수직 직립 위치에서 유지된다.As shown, the
상기 유체 공급 용기(12)는 이 용기의 내부 공간을 규정하는 케이싱을 포함하며, 이 내부 공간 안에는 물리적 흡착제(14)가 들어 있으며, 일 실시형태에서 이 흡착제는 이 흡착제에 저장되어 있다가 분배 조건하에서 용기로부터 분배되는 유체에 대한 흡착 친화성을 갖는 단체형 활성탄 물품을 포함할 수 있다. 상기 유체는 예컨대 비화수소, 인화수소, 삼불화붕소, 실란 또는 다른 유체와 같은 반도체 제조 가스를 포함할 수 있다.The
용기 케이싱은 그의 상부 목부(16)에서 밸브 헤드 어셈블리(18)에 결합되며, 이 밸브 헤드 어셈블리는 유동 제어 밸브를 포함하며, 이 밸브는 케이싱의 내부 공간과 밸브 헤드 어셈블리(18)의 출력 포트에 결합되는 분배 라인(34)을 포함하는 외부 유동 회로 사이의 압력차와 관련한 분배 조건하에서 용기로부터 유체를 분배하기 위해 개방될 수 있다. 그리고 밸브 헤드 어셈블리(18)는 밸브 액츄에이터(20)에 연결되어 있는데, 이 밸브 액츄에이터는 밸브 헤드 어셈블리(18)에 있는 밸브를 개폐하기 위해 작동될 수 있다.The container casing is coupled to a
상기 용기 케이싱의 외부 표면에는 유체 잔량 모니터(26)가 설치되어 있어, 용기 내의 유체 잔량을 모니터링하고 또한 들어 있는 유체의 양을 나타내는 상관 신호를 신호 전달 라인(64)으로 출력하도록 작동된다. 유체 잔량 모니터(26)는 어떤 적절한 종류라도 될 수 있으며, 용기 내의 압력 및/또는 그 용기 내 흡착제의 온도를 모니터링하기 위해 용기의 내부 공간에 배치되어 있는 압력 및/또는 온도 센서에 작동 가능하게 연결되어, 분배를 위해 용기 내에 남아 있는 유체의 양을 나타내는 출력을 제공할 수 있다.A fluid level monitor 26 is provided on the outer surface of the container casing and is operated to monitor the remaining fluid level in the container and to output a correlation signal indicative of the amount of fluid contained therein to the signal delivery line 64. The fluid level monitor 26 may be any suitable type and may be operably connected to a pressure and / or temperature sensor disposed in the interior space of the vessel to monitor the pressure in the vessel and / or the temperature of the adsorbent in the vessel To provide an output indicative of the amount of fluid remaining in the vessel for dispensing.
도 1에 나타나 있는 용기는 흡착제계 유형이지만, 이 용기는 대안적으로 용기의 내부 공간에서 하나 이상의 압력 조절기를 갖는 유형일 수 있으며, 이 압력 조절기는 용기와 연결되어 있는 유체 유동 회로에서의 조건으로 결정되는 소정의 분배 압력에서 용기로부터 가스를 분배하기 위해 설치되는 것이다. 이러한 압력 조절식 용기는 동일하거나 유사한 유형의 유체 잔량 모니터를 이용할 수 있으며, 또는 대안적으로, 이러한 용기 내의 유체 저장 압력에 의해 스트레인 게이지가 효과적으로 사용될 수 있다는 점을 생각하여 스트레인 게이지와 같은 다른 유형의 모니터를 사용할 수도 있다.The container shown in Figure 1 is of the adsorbent type, but the container may alternatively be of a type having one or more pressure regulators in the interior space of the container, the pressure regulator being determined by the conditions in the fluid flow circuit connected to the container Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > These pressure regulated vessels may use the same or similar types of fluid level monitors, or alternatively, other types of pressure vessels, such as strain gauges, such as strain gauges, You can also use monitors.
다시 도 1을 참조하면, 분배 라인(34)은 그 안에 제한 유동 오리피스(30)를 포함할 수 있는데, 이 오리피스는 분배되는 유체의 원하는 유동을 분배 라인내에서 유지하는데 도움을 주는 작용을 한다. 분배 라인(34)은 압력 변환기(32)를 더 포함할 수 있는데, 이 압력 변환기는 분배 라인내의 압력을 모니터링하고 감지된 압력을 나타내는 신호를 신호 전달 라인(66)으로 응답 출력하는 작용을 한다.Referring again to FIG. 1, dispense line 34 may include a restricted
가스 캐비넷(40) 내의 용기와 연결되어 있는 유동 회로의 분배 라인(34)으로부터 분배되는 유체는 이송 라인(36) 내에서 유동하여 유체 이용부(38)로 가게 된다. 이 유체 이용부는 박막 재료를 반도체 기판상에 화학적 증기 증착 또는 원자층 증착하기 위한 증기 증착 챔버 또는 용기(12)로부터 분배되는 유체에서 생기는 도펀트 종(dopant species)의 이온 주입을 위한 주입기 또는 다른 유체 이용 처리부를 포함할 수 있다.The fluid dispensed from the distribution line 34 of the flow circuit connected to the vessel in the
상기 처리 시스템(10)은 중앙 처리부(CPU)(24)를 더 포함하며, 이 중앙 처리부는 출력 신호 전달 라인(56)에 의해 디스플레이(58)에 작동 가능하게 연결된다.The
환기 가스 공급부(46)가 유동 제어 밸브(50)를 포함하는 환기 가스 공급 라인(48)에 의해 가스 캐비넷(40)의 내부 공간(42)과 유동 연통 관계로 연결되어 있다. 가스 캐비넷(40)의 내부 공간(42)은 또한 배출 펌프(70)를 포함하는 환기 가스 배출 라인(72)과도 유동 연통 관계로 연결되어 있다. 도 1에 나타나 있는 시스템은 단순화되어 개략적으로 나타나 있는 것이며, 종래의 가스 캐비넷에서는 환기 가스는 일반적으로 인클로저의 바닥부 또는 기부로부터 유동하여 박스의 정상부 또는 정상 후방부에 있는 덕트를 통해 흡입된다.A
상기 CPU(24)는 신호 전달 라인(62)을 통해 신호 수신 관계로 데이터 수집 모듈(60)에 연결되어 있으며, 그리고 이 모듈은 신호 전달 라인(64, 66)을 통해 상기 유체 잔량 모니터(26) 및 압력 변환기(32)에 각각 연결되어 있다.The CPU 24 is connected to the data acquisition module 60 in a signal reception relationship via a
CPU(24)는 또한 신호 전달 라인(52)에 의해 환기 가스 공급 라인(48)에 있는 유동 제어 밸브(50)에 연결되며, 또한 신호 전달 라인(68)에 의해서는 환기 가스 배출 라인(72)에 있는 배출 펌프(70)의 속도 제어부에 연결되어 있다.The CPU 24 is also connected to the flow control valve 50 in the ventilation
마지막으로, CPU(24)는 신호 전달 라인(22)에 의해, 밸브 헤드 어셈블리(18)에 있는 밸브와 결합되어 있는 밸브 액츄에이터(20)에 연결되어 있다.Finally, the CPU 24 is connected by a
작업시, 유체의 분배는 CPU(24)에 의해 실행되는 사이클 시간 프로그램에 의해 개시될 수 있으며, CPU는 작동 신호를 신호 전달 라인(22)으로 액츄에이터(20)에 전달하여 유체 공급 용기(12)의 밸브 헤드 어셈블리(18)에 있는 밸브를 열리게 한다. 이러한 작용으로, 유체 공급 용기의 내부 공간과 분배 라인(34) 사이의 압력차가 발생되며, 그래서 용기(14) 내의 물리적 흡착제(14)로부터 유체가 탈착되어 그 용기로부터 유체가 배출되는 것이 쉽게 된다.In operation, the dispensing of the fluid may be initiated by a cycle time program executed by the CPU 24, and the CPU transmits an actuating signal to the actuator 20 via the
동시에, CPU(24)는 제어 신호를 신호 전달 라인(52)으로 환기 가스 유동 제어 밸브(50)에 전달하고 신호 전달 라인(68)으로는 배출 펌프(70)의 속도 제어부에 전달한다. 이렇게 해서, 환기 가스는 예컨대 25 ~ 8O ft.3/min일 수 있는 낮은 유량으로 가스 캐비넷(40)의 내부 공간(42)을 관류하게 되며, 이러한 낮은 유량은 유체 공급 용기(12) 내의 유체가 대기압 이하의 낮은 압력으로 있음을 나타낸다. 유체는 예컨대 700 Torr(= 93.3 kPa)의 압력에서 유체 공급 용기(12)로부터 분배되어 분배 라인(34) 및 이송 라인(36)에서 유동하여 유체 이용부(38)로 가게 된다.At the same time, the CPU 24 transmits a control signal to the ventilation gas flow control valve 50 to the signal transfer line 52 and to the speed control section of the discharge pump 70 to the signal transfer line 68. In this way, the ventilation gas is, for example, 25 to 80 ft. Flow through the
이러한 분배 작업 중에, 용기 내의 유체 잔량과 상관이 있는 특성(들)이 유체 잔량 모니터(26)에 의해 감지되어, 유체 공급 용기(12) 내의 유체 잔량과 상관이 있는 출력 신호를 발생시키는데 이용될 수 있다. 이 출력 신호는 신호 전달 라인(64)으로 데이터 수집 모듈(60)에 전달된다. 분배 라인(34)에 있는 압력 변환기(32)는 배출되는 유체의 압력을 모니터링하며, 상응하는 신호를 신호 전달 라인(66)으로 데이터 수집 모듈(60)에 전달한다. 그리고 데이터 수집 모듈이 받은 데이터는 신호 전달 라인(62)으로 CPU(24)에 전달되는 출력 신호를 발생시키는데 사용된다.During this dispensing operation, the characteristic (s) correlated with the fluid level in the vessel may be sensed by the fluid level monitor 26 and used to generate an output signal that is correlated with the fluid level in the
CPU(24)는 데이터 수집 모듈로부터 받은 출력 신호를 처리하고, 신호 전달 라인(56)으로 그래픽 표시부인 디스플레이(58)에 전달되는 출력을 발생시킬 수 있으며, 일 실시형태에서 상기 그래픽 표시부는 용기 내에 남아 있는 유체의 양을 나타내는 지시 바아 또는 유체 레벨을 갖는 유체 용기의 그래픽 시뮬레이션을 포함할 수 있다. 대안적으로, 디스플레이(58)는 데이터를 원하는 기호의 특정 형태로 출력하도록 프로그램가능할 수 있다.The CPU 24 may process the output signal received from the data acquisition module and generate an output that is communicated to the display 58, which is a graphical display, to the
유체 분배 작업이 진행됨에 따라, 유체 공급 용기(12) 내의 유체의 잔량은 점진적으로 감소하게 되며, 유체 잔량의 이러한 점진적인 감소는 스트레인 게이지(26)에 의해 모니터링되며, 상응하는 신호가 데이터 수집 모듈에 출력되고 여기서 CPU에 전달되어, 용기 내 유체량 또는 그 용기 내 압력의 상응하는 실시간 값이 제공된다. 동시에, 압력 변환기(32)로부터 주어지는 신호는 데이터 수집 모듈과 CPU(24)에 전달되어, 분배되는 유체의 압력 판독 모니터링이 제공된다.As the fluid dispensing operation progresses, the remaining amount of fluid in the
이들 입력에 근거하여, CPU는 환기 가스 유동의 적절한 레벨을 결정하고 이에 대응하여 신호 전달 라인(52)으로 전달되는 제어 신호로 유동 제어 밸브(50)를 조절하게 되며, 또한 신호 전달 라인(68)으로 전달되는 제어 신호로 배출 펌프(70)의 속도 제어를 조정하게 되며, 따라서 환기 가스 유동은 모니터링되는 유체 잔량 및 압력 조건에 맞게 된다.Based on these inputs, the CPU determines the appropriate level of ventilation gas flow and correspondingly controls the flow control valve 50 with a control signal delivered to the signal delivery line 52, To control the speed control of the discharge pump 70, so that the ventilation gas flow is adapted to the monitored fluid level and pressure conditions.
유체 분배가 진행됨에 따라 CPU는 데이터 수집 모듈을 통해 모니터링 장치로부터 신호 입력을 계속 받을 것이며, 그리고 가스 캐비넷을 통과하는 환기 가스의 유량을 조절하여, 누출 조건을 수용하는 요구되는 수준의 안전을 유지하게 된다. 그래서, 용기(12) 내의 유체의 잔량이 감소함에 따라, 이에 대응하여 CPU(24)는 가스 캐비넷(40)의 내부 공간(42)을 통과하는 환기 가스의 유량을 하향 조절하게 되고, 따라서 환기 가스 유량은 모니터링되는 유체 잔량과 압력에 대해 또한 그에 따라 감소될 것이다. 환기 가스 유동의 이러한 제어되는 감소는 처리 시스템의 주어진 적용에서 필요하다면 또는 바람직하다면 특성상 연속적이거나 단계적일 수 있다.As the fluid distribution progresses, the CPU will continue to receive signal input from the monitoring device through the data acquisition module and adjust the flow rate of ventilation gas through the gas cabinet to maintain the required level of safety to accommodate the leaking condition do. Accordingly, as the remaining amount of the fluid in the
유체 잔량 및 분배되는 유체 압력을 모니터링하는 장치는 또한 비움 검출 시스템으로서도 사용될 수 있는데, 이 시스템에서 유체 잔량 및/또는 유체 압력이 특정의 하한값으로 되면 CPU가 유체 공급 용기의 밸브 헤드 어셈블리에 있는 밸브를 닫으며 동시에 가스 캐비넷을 통과하는 환기 가스의 유동을 끝내게 되는데, 따라서 유체 공급 용기를 가스 캐비넷에서 제거하여 그 제거된 용기를 새로운 유체 공급 용기로 교체함으로써 유체 공급 용기를 교환할 수 있다. CPU(24)는 또한 경보 또는 다른 출력 장치와 출력 연통되어, 유체 공급 용기로부터 유체의 소진이 임박했음과 또한 유체가 고갈된 용기를 교환해야할 필요가 있음을 작업자에게 알려줄 수 있다.The device for monitoring the fluid level and the fluid pressure to be dispensed can also be used as a flume detection system in which the CPU provides a valve in the valve head assembly of the fluid supply vessel when the fluid level and / And concurrently terminates the flow of vent gas through the gas cabinet, thus replacing the fluid supply vessel by removing the fluid supply vessel from the gas cabinet and replacing the removed vessel with a new fluid supply vessel. The CPU 24 is also in communication with an alarm or other output device to inform the operator that fluid depletion from the fluid supply container is imminent and that there is a need to replace the depleted container.
그러므로 CPU(24)는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 다른 식으로 구현되어 계산가능한 일 세트의 지령으로 프로그램가능하게 되어, 유체 공급 용기를 포함하는 인클로저의 유체 분배 작동 및 환기에 대한 모니터링 및 제어를 수행할 수 있다.Thus, the CPU 24 can be programmed with hardware, software, firmware, or any other set of computable instructions to perform monitoring and control of the fluid dispensing operation and ventilation of the enclosure including the fluid supply container .
도 2는 작동을 위해 공기 배출물의 사용을 필요로 하는 반도체 제조 공정 설비(110)를 개략적으로 나타내는 것으로, 가스 박스(114)와 주입기 인클로저(112)의 환기는 공정 조건에 따라 조절된다.Figure 2 schematically illustrates a
반도체 제조 설비(10) 또는 패브(fab)는 구조 시설, 예컨대 설비의 클린룸, 그레이 룸(gray room) 및 기타 시설 영역을 포함한 건물 또는 다른 구조 건물을 포함할 수 있다. 상기 반도체 제조 설비는 당업계에서 잘 알려져 있고 정교함을 요하지 않는 보조 장비와 함께, 가스 박스(114)가 내부에 설치되어 있는 주입기 인클로저(112) 안에 포함되는 이온 주입기 공구를 포함한다.The
상기 주입기 인클로저는 인클로저 내부의 가스 박스 또는 관련 유동 회로로부터 오염 종(contaminant species)의 누출물을 밖으로 쓸어 내고 또한 열을 제거하기 위해 공기 및 유동을 인클로저의 내부 공간 안으로 유입시키기 위해 주입기 인클로저는 통풍창이 나 있거나 아니면 개구(미도시)가 제공되어 있는 하우징 또는 격납 용기로 구성될 수 있다. 결과적으로 생긴 열 배출물은 배출 덕트(120, 122, 124, 126, 128)로 주입기 인클로저로부터 배출되며, 이들 배출 덕트는 유동 제어 댐퍼(130, 132, 134, 136, 138)를 각각 갖고 있다. 배출 덕트들은 이 각 덕트 안으로의 열 배출물의 효과적인 유체역학적 관류가 일어나게 되는 위치(예컨대, 도 2에서 "배출 영역 #1", "배출 영역 #1", "배출 영역 #2", "배출 영역 #3", "배출 영역 #4" 및 "배출 영역 #5"로 표시되어 있는 배출 영역)에서 주입기 인클로저의 정상벽에 선택적으로 위치될 수 있으며, 나타나 있는 실례적인 실시형태에서 상기 배출 덕트는 9 인치 정도의 직경을 가질 수 있다.The injector enclosure sweeps the outflow of contaminant species out of the gas box or associated flow circuit inside the enclosure and injects air and flow into the interior space of the enclosure to remove heat, Or a housing or containment vessel provided with an opening (not shown). The resulting heat effluent is discharged from the injector enclosure to the
상기 주입기 인클로저(112)는 이온 주입 공구의 작동 및 공기 배출 작동에 필요하거나 바람직하다면 어떤 적절한 모니터링 및 제어 수단이라도 가질 수 있다. 예컨대, 인클로저는 인클로저 안에서 열전대(116) 또는 다른 온도 감지 장치를 가질 수 있는데, 이러한 열전대 또는 온도 감지 장치는 프로그램가능한 중앙 처리부(CPU), 마이크로프로세서, 프로그램가능한 논리 제어기(PLC) 시스템 또는 주입기의 효과적인 작동을 위한 다른 수단과 같은 집중식 제어부와 적절히 통합된다. 예컨대, 열전대(116)는 주입기 인클로저(112) 안에서 발생되는 열에 비례하는 열 배출물의 유동을 조절하기 위해 유동 제어 댐퍼(130, 132, 134, 136, 138)의 설정을 응답 조절하는 제어기와 작동 가능하게 연결될 수 있다. 개략적으로 나타나 있는 유동 회로는 처리 설비에서 사용되는 특정의 공기 배출물에 적합하다면 어떤 적절한 배관, 도관, 유동로, 매니폴드 등이라도 포함할 수 있다. 나타나 있는 바와 같은 주입기의 가스 박스는 배출 라인(118)으로 가스 박스 배출물을 배출한다. 특정 실시형태에서 가스 박스 배출물은 300 ~ 400 (CFM; cubic feet per minute)의 유량으로 배출될 수 있다.The
개략적으로 나타나 있는 상기 이온 주입기는 이온 주입 작업을 수행하기 위한 구성 요소로서, 전형적으로 이온 주입 공정 챔버, 주입 작업을 위한 소스 가스를 담는 가스 캐비넷, 진공 펌프, 빔 발사기, 제어 캐비넷, 엔드 스테이션, 스톡커(stocker) 및 미니 환경 등을 포함할 수 있으며, 전형적으로 이들을 포함한다. 이온 주입 작업을 위한 상기 소스 가스는 Tom 등의 미국 특허 제 5,518,828 호에 기재되어 있는 종류의 저압 도펀트 공급부로부터 분배로 공급될 수 있으며, 이는 가스 저장 및 전달 유닛이 50 ~ 100 CFM 정도의 유량으로 배출될 수 있게 해준다. 대안적으로, 이온 주입 종의 다른 적절한 공급부도 사용될 수 있다.The ion implanter schematically illustrated is a component for performing an ion implantation operation and typically includes an ion implantation process chamber, a gas cabinet containing a source gas for implantation work, a vacuum pump, a beam launcher, a control cabinet, an end station, Stocker, mini environment, and the like, and typically include them. The source gas for the ion implantation operation can be dispensed from a low pressure dopant supply of the type described in U.S. Patent No. 5,518,828 to Tom et al., Which allows the gas storage and delivery unit to discharge at a flow rate of about 50 to 100 CFM It can be done. Alternatively, other suitable supply portions of the ion implantation species may be used.
용이한 도시를 위해 나타나 있지는 않지만, 이온 주입기 공구는 이온 주입 공정 유출물을 생성하게 되는데, 이 유출물은 상기 공구로부터 유출물 라인으로 배출되며 상기 반도체 제조 설비의 루프 설치식 감소 시스템으로 유동할 수 있으며, 또는 대안적으로 사용 지점 감소 유닛으로 유동하여 이온분, 재결합 종, 캐리어 가스 등을 함유하는 공정 유출물을 처리하게 되며, 그 다음에 국부적으로 처리된 공정 유출물은 최종 처리와 배출을 위해 하우스 배출 시스템으로 유동하게 된다. 이러한 사용 지점 감소부는 어떤 적절한 종류라도 될 수 있는데, 예컨대 촉매 산화 유닛, 스크러버 유닛(습식 및/또는 건식) 등일 수 있다.Although not shown for ease of illustration, the ion implanter tool produces an ion implant process effluent which is discharged to the effluent line from the tool and can flow into the loop-mounted reduction system of the semiconductor manufacturing facility Or alternatively flows to a point of use reduction unit to process the process effluent containing ionic impurities, recombination species, carrier gas, etc., and then the locally treated process effluent is treated for final treatment and release To the house discharge system. This point of use reduction may be of any suitable type, such as a catalytic oxidation unit, a scrubber unit (wet and / or dry), and the like.
상기 배출 덕트(120, 122, 124, 126, 128)로부터, 주입기 인클로저로부터 나온 공기 배출물(열 배출물)은 헤더(140) 안으로 유입하게 되는데, 이 헤드는 특정 실시형태에서 2000 CFM 정도일 수 있는 유량에서 재결합 공기 배출물을 받는 12 인치 헤더이다. 이 헤더로부터 재결합 공기 배출물은 공기 배출물의 온도를 모니터링하기 위한 열전대(144)를 포함하는 배출 통로(142) 안으로 유입하여, 화학적 필터(154), 공기 필터(156) 및 열교환기(158, 160)(밸브가 달려 있는 물 공급 라인(164)과 물 복귀 라인(166)을 포함하는 유동 회로(162)에 의해 적절한 냉각수 공급부(미도시)에 연결되어 있음)를 포함하는 공기 배출물 처리 유닛(146) 안으로 유입하며, 공기 배출물 처리 유닛의 내부 공간의 하류 단부에서 공기 배출물은 배출 송풍기(170)에 들어가며 최종적으로 반도체 제조 설비의 주변 공기 환경, 예컨대 반도체 제조 설비의 그레이 룸으로 재순환되기 위해 배출 도관(172)으로 배출되며, 따라서 재순환된 공기 배출물은 반도체 제조 설비 건물내의 개방 공기와 재결합하게 된다.From the
나타나 있는 바와 같이, 배출물 처리 유닛(146)에는 상류 배관 다리부(150) 및 하류 배관 다리부(152)에 연결되어 있는 압력차 게이지(148)가 제공되어 있어 압력 감지 출력을 제공하게 된다. 그리고 이 압력 감지 출력은 배출 송풍기(170)의 속도를 조절하기 위해 또는 배출물 처리 시스템의 작동 요소를 조절, 모니터링 또는 제어하기 위해 사용될 수 있다.As shown, the effluent treatment unit 146 is provided with a pressure
유사하게, 열전대(144)로 감지되는 열 배출물의 온도는 이 열 배출물의 원하는 냉각이 이루어져 반도체 제조 설비로의 재순환에 적합하게 되도록 유동 회로(162) 내의 냉각제의 유동을 응답 조절하는데 사용될 수 있다.Similarly, the temperature of the heat output sensed by the
이 실시형태에서 열 배출물 처리 유닛(146)은 단체형 모듈인 하우징내에 제공된다. 화학적 필터(154)는 열 배출물 가스 스트림에 존재할 수 있는 바람직하지 않은 오염 성분들에 대한 흡착 친화성을 갖는 어떤 적절한 재료라도 포함할 수 있다. 흡착 재료는 두 종 이상의 흡착 종을 포함할 수 있으며, 또는 대안적으로 열 배출물에서 그의 바람직하지 않은 성분을 제거하는데 효과적인 단일 재료를 포함할 수 있다. 스크러버 재료는 화학흡착제 또는 물리적 흡착제 또는 이들 둘의 조합물을 포함할 수 있다.In this embodiment, the heat emission processing unit 146 is provided in a housing which is a unit type module. The
흡착제는 열 배출물에서 바람직하지 않은 오염물이 제거되는 접촉 작업시 적절한 표면적을 열 배출물에 제공하기 위해 어떤 적절한 형태(예컨대, 입상 형태 또는 다른 불연속적인 형태, 규칙적이거나 불규칙한 기하학적 형상), 적절한 크기 및 크기 분포로 제공될 수 있다. 그러므로 스크러빙 재료는 고정 베드에 제공될 수 있으며, 이 베드를 통해 열 배출물 가스 스트림이 유동한다. 이러한 베드의 크기와 형상은 기본적인 고정 베드 흡착제 용기 설계의 고려 사항에 맞는 적절한 압력 강하 및 관류 특성이 제공되도록 정해질 수 있다. The adsorbent can be any suitable form (e.g., granular or other discontinuous, regular or irregular geometric shape), suitable size and size distribution to provide the appropriate surface area to the heat discharge during contact operations where undesirable contaminants are removed from the heat effluent Lt; / RTI > The scrubbing material can therefore be provided in a fixed bed through which the heat exhaust gas stream flows. The size and shape of these beds can be tailored to provide adequate pressure drop and perfusion characteristics that meet the considerations of a basic fixed bed adsorbent vessel design.
본 발명의 실행에 유용하게 사용되는 일 바람직한 스크러버 재료는 S520 수지(미국 코네티컷주 댄버리에 있는 ATMI, Inc로부터 상업적으로 구입가능함)인데, 이 수지는 열 배출물에서 수소화물 및 산성 가스 오염물(예컨대, 삼불화붕소)을 제거하는데 효과적이다. 스크러버 재료는 처리 유닛의 화학적 필터에서 낮은 압력 강하를 유지하면서 오염 종의 우수한 포집을 달성하기 위해 허니컴 형태로 제공될 수 있다.One preferred scrubber material usefully employed in the practice of the present invention is the S520 resin (commercially available from ATMI, Inc. of Danbury, Conn.), Which is capable of removing hydrides and acid gas contaminants Boron trifluoride). The scrubber material may be provided in honeycomb form to achieve good collection of contaminants while maintaining a low pressure drop in the chemical filter of the treatment unit.
공기 필터(156)는 열 배출물에서 입자를 제거하는데 효과적인 어떤 적절한 종류라도 될 수 있다. 화학적 필터의 하류에 도시적으로 나타나 있지만, 그 화학적 필터의 상류에 공기 필터가 대안적으로 또는 추가적으로 제공될 수 있음을 알 것이다.The
스크러버 재료와의 접촉으로 오염물이 제거되었고 또한 공기 필터(156)와의 접촉으로 입자들이 여과된 열 배출물은 열 교환기(158, 160)를 관류하게 된다. 이들 열 교환기는 도시된 바와 같이 냉각제 공급 라인과 연통할 수 있고, 그리하여 냉각제는 열 배출물의 냉각을 위해 열교환 통로로 열교환기 안으로 유입하게 되며, 그 냉각제는 냉각제 배출 라인(166)으로 열교환기에서 배출된다. 이렇게 해서, 라인(166) 내의 배출된 냉각제가 열 배출물에서 열을 제거하게 된다. 대안적으로, 열교환기 요소가 열 배출물의 팽창 냉각을 이룰 수 있으며, 또는 열 배출물에서 열을 제거하기 위해 다른 방식 및 수단을 사용할 수 있다. The contaminants have been removed by contact with the scrubber material and the heat effluent from which the particles have been filtered by contact with the
열교환기는 공기 배출물 처리 유닛의 선택적인 요소이며, 반도체 제조 설비가 그의 HVAC 시스템에 통합된 충분한 냉각 능력을 갖는 경우에는 생략될 수 있는데, 왜냐하면 반도체 제조 설비의 공기는 계속적으로 반도체 제조 설비 환경 내의 냉각기(chiller)와 필터를 통해 재순환되기 때문이다.The heat exchanger is an optional element of the air discharge processing unit and may be omitted if the semiconductor manufacturing facility has sufficient cooling capability incorporated in its HVAC system since the air of the semiconductor manufacturing facility continues to flow through the cooler chiller) and the filter.
상기 공기 배출물 처리 유닛은 독성 가스 모니터를 더 포함할 수 있는데, 열 배출물은 그 안에 어떤 오염 종의 존재 여부에 대해 상기 독성 가스 모니터로 모니터링된다. 이 독성 가스 모니터는 화학적 필터의 상류에 위치되어, 누출이 일어나 진행되고 있으면(공기 배출물 처리 유닛에 유입하는 공기 배출물이 누출 또는 다른 오염으로 오염되면) 작업자에게 경보를 주게 된다.The air emission processing unit may further include a toxic gas monitor, wherein the heat emission is monitored by the toxic gas monitor for the presence of any contaminants therein. The toxic gas monitor is located upstream of the chemical filter and alerts the operator if leaks are occurring and progressing (air emissions entering the air discharge unit are contaminated with leaks or other contamination).
대안적으로, 독성 가스 모니터는 화학적 필터의 하류에 배치되어, 오염된 공기 배출물이 화학적 필터를 통과하고 있음을 나타내는 경보 또는 다른 출력을 제공하게 된다.Alternatively, a toxic gas monitor may be disposed downstream of the chemical filter to provide an alarm or other output indicating that the contaminated air exhaust is passing through the chemical filter.
또 다른 대안으로서, 공기 배출물 처리 유닛은 화학적 필터의 상하류에 있는 독성 가스 모니터를 포함할 수 있다. 이러한 경우 독성 가스 모니터(들)는 주입기의 작동을 중단시키고, 도펀트의 유동을 끝내며 주입물 송풍기를 끄고, 가스 박스 내의 부압을 유지하면서(오염물이 휩쓸려 나가 열 배출물과 혼합되지 않도록) 가스 박스 배출물의 유동을 증가시킬 수 있다.As yet another alternative, the air emission processing unit may include a toxic gas monitor upstream and downstream of the chemical filter. In this case, the toxic gas monitor (s) will stop the operation of the injector, terminate the flow of the dopant, turn off the injector blower, maintain the negative pressure in the gas box (to avoid contamination being swept out and mixing with the heat discharge) The flow can be increased.
대안적으로, 독성 가스 모니터는 경보기를 작동시켜 작업자에게 화학적 필터를 교환하고 스크러빙 매체를 새로운 재료로 교체할 것을 알려 준다.Alternatively, the toxic gas monitor activates an alarm to alert the operator to replace the chemical filter and replace the scrubbing medium with a new material.
처리된 열 배출물을 반도체 제조 설비의 주변 환경으로 유동시킴으로써, 열 배출물이 하우스 배출 시스템으로 유동하면 존재하게 되는 추가적인 가스 부담이 회피된다. 그 결과, 하우스 배출 시스템은 더 작게 될 수 있고 또한 반도체 제조 설비에서 나가는 배출 공기의 최종 처리를 위해 더욱 효율적으로 설계될 수 있다.By flowing the treated heat effluent into the environment of the semiconductor manufacturing facility, the additional gas burden that would exist if the heat effluent flows into the house discharge system is avoided. As a result, the house drainage system can be made smaller and can be designed more efficiently for the final treatment of the exhaust air leaving the semiconductor manufacturing facility.
공기 배출물 처리 유닛은 유리하게는 열 배출물을 반도체 제조 설비로 되돌려 보낼 수 있는 고 처리량, 고 동적 효율의 공기 정화기/필터 장치로 구성된다. 이러한 공기 정화기/필터 장치의 크기와 구성은 공기 정화기/필터 유닛을 통과하는 열 배출물의 유동에서 예컨대 약 0.1 ~ 약 2 m/sec의 적절한 크기의 선속도가 얻어지도록 정해질 수 있다.The air discharge unit advantageously comprises a high throughput, high dynamic efficiency air purifier / filter unit capable of returning the heat discharge to the semiconductor manufacturing facility. The size and configuration of such an air purifier / filter arrangement may be such that a linear velocity of an appropriate magnitude of, for example, from about 0.1 to about 2 m / sec is obtained in the flow of heat discharge through the air purifier / filter unit.
이러한 전용의 공기 배출물 처리 유닛을 제공함으로써, 도 2에 개략적으로 나타나 있는 종류의 전형적인 반도체 제조 설비에서, 반도체 제조 설비에서 이온 주입기 당 1000 ~ 2000 CFM의 열 배출물을 재사용할 수 있으며, 그렇지 않으면 그 열 배출물은 종래의 경우처럼 루프 감소 유닛으로 유동하게 될 것이다. 이 재순환되는 열 배출물은 반도체 제조 설비내의 기체 환경(여기서 구성 공기가 공구에서 열을 제거하기 위해 그 공구에 사용되도록 흡인된다)과 재결합하게 되므로, 상당한 절감이 이루어진다. 전체적인 하우스 배출물 요건이 감소되므로, 새로운 반도체 제조 설비 건설시에 하우스 배출물에서 미화 100달러/CFM 정도의 자본 비용 절감을 이룰 수 있다.By providing this dedicated air discharge processing unit, it is possible to reuse 1000 to 2000 CFM of heat output per ion implanter in a semiconductor manufacturing facility in a typical semiconductor manufacturing facility of the type schematically shown in Figure 2, The effluent will flow into the loop reduction unit as in the conventional case. This recycled heat effluent will recombine with the gas environment in the semiconductor manufacturing facility where the constituent air is sucked in to the tool to remove heat from the tool, thus significant savings are achieved. Reduced overall house emissions requirements can result in capital cost savings of US $ 100 / CFM in house emissions when building new semiconductor manufacturing facilities.
도 2에 나타나 있는 반도체 제조 공정 시스템의 다른 변형예에서, 재조정되어 재순환을 위해 배출 도관(172)으로 배출되는 배출물은 재순환 라인(226)으로 유동하여 주입기 인클로저에 대한 추가적인 배출 공기로서 그 주입기 인클로저로 갈 수 있다.In another variation of the semiconductor manufacturing process system shown in Figure 2, the effluent that is reconditioned and discharged to the discharge conduit 172 for recirculation flows to the
다른 변형예로서, 주입기 인클로저(112) 내의 내부 환경을 모니터링하고 상응하는 감지 신호를 신호 전달 라인(218)으로 처리기(220)에 전달하기 위해 압력 변환기, 열전대 또는 다른 센서 요소(212)를 상기 주입기 인클로저 안에 배치할 수 있으며, 상기 처리기는 상응하는 출력 신호를 신호 전달 라인(222)으로 배출물 공급부(214)에 전달하여 배출물이 라인(216)으로 주입기 인클로저로 유동하도록 프로그램될 수 있으며, 따라서 배출물의 유동은 센서 요소(212)에 의해 감지되는 모니터링된 조건 또는 장비에 응답하여 조절된다.As another alternative, a pressure transducer, thermocouple, or
또한, 다른 변형예로서, 환기 가스를 공급 라인(200)을 통해 가스 박스(114)로 유동시켜 그를 관류하도록 하기 위해 전용의 환기 가스 공급부(200)를 설치할 수 있다. 가스 박스 배출물은 배출물 설비로 유동되는 대신에, 처리되어 주입기 인클로저로 재순환되기 위해 재순환 라인(224)으로 헤더(140)에 환류된다.Also, as another variant, a dedicated
가스 박스 내의 조건은 적절한 센서(미도시)로 모니터링되며, 이 센서는 신호 전달 라인(204)으로 제어기(206)에 전달되는 출력 신호를 발생시킨다. 이 제어기(206)는 이러한 감지에 응답하여 제어 신호를 발생시키고, 이 제어 신호는 신호 전달 라인(208)으로 공급부(200)에 전달되어 그 공급부의 작동을 조절하게 되며, 따라서 환기 가스 유동이 예컨대 가스 박스 내의 감지된 조건에 비례하여 또는 그 조건에 좀 다른 상관적인 방식으로 조정된다.The conditions in the gas box are monitored with an appropriate sensor (not shown), which generates an output signal that is communicated to the
가스 박스 내의 감지되는 조건은 예컨대 가스 박스 내의 유체 공급 용기에 남아 있는 유체의 잔량 및/또는 이러한 유체 공급 용기에서 분배되는 유체의 압력일 수 있다.The sensed conditions in the gas box may be, for example, the amount of fluid remaining in the fluid supply container in the gas box and / or the pressure of the fluid dispensed in such a fluid supply container.
다른 변형예로서, 라인(226)에 있는 재조정된 가스는 주입기 인클로저로 유동되는 대신에, 가스 박스(114)를 위한 환기 가스로서 그 가스 박스 안으로 유입할 수 있다.As another alternative, the reconditioned gas in
전술한 바로 알 수 있는 바와 같이, 제 1 예에서 환기 가스는 다양한 공급부로부터 유도될 수 있으며 또한 환기 가스는 인클로저 내의 유체 공급 용기 안에 있는 유체의 잔량이 감소함에 따라 감소하도록 효과적으로 조절될 수 있으며, 그리하여 공정 설비에서의 환기 가스 요건을 최소화할 수 있다.As can be seen from the foregoing, in the first example, the ventilation gas can be derived from various feeds, and the ventilation gas can also be effectively controlled to decrease as the amount of fluid remaining in the fluid supply container in the enclosure decreases, The ventilation gas requirement in the process facility can be minimized.
도 3은 환기 가스가 통과할 수 있도록 되어 있는 복수의 흡착제계 유체 공급 용기를 포함하는 가스 캐비넷(400)의 개략적인 정면 사시도이다.3 is a schematic front perspective view of a
가스 캐비넷 어셈블리(400)는 가스 캐비넷(402)을 포함한다. 이 가스 캐비넷(402)은 전방 도어(414, 420)를 갖는 하우징을 형성하는 측벽(404, 406), 바닥(408), 후방벽(410) 및 천정(411)을 갖는다. 하우징과 각각의 도어는 내부 공간(412)을 에워싼다.The
상기 도어는 특성상 스스로 닫히고 또는 스스로 걸릴 수 있다. 이러한 목적으로, 도어(414)는 도어(420)에 있는 잠금 요소(424)와 상호 작용 결합하는 걸쇠 요소(418)를 가질 수 있다. 도어(414, 420)는 이 도어가 닫히면 기밀한 시일이 생기도록 비스듬이 잘려 있으며 그리고/또는 가스켓이 부착될 수 있다.The door may, by its nature, be closed by itself or may be self-caught. For this purpose, the
도시된 바와 같은 도어(414, 420)에는 창문(416, 422)이 각각 구비될 수 있다. 이들 창문은 파손에 견딜 수 있고 동시에 내부 공간(412)과 매니폴드(426)가 방해 받지 않고 보일 수 있기에 충분한 면적을 갖도록 와이어 보강된 그리고/또는 강화 유리일 수 있다.The
도시된 바와 같은 매니폴드(426)에는 가스 공급 용기(433)와 폐유동 연통하면서 결합될 수 있는 입구 연결 라인(430)이 설치될 수 있다.As shown, the manifold 426 may be provided with an
상기 매니폴드(426)는 예컨대 유동 제어 밸브, 질량 유동 제어기, 공급 용기에서 분배되는 가스의 공정 조건(압력, 온도, 유량, 농도 등과 같은)을 모니터링하기 위한 처리 가스 모니터링 기구, 복수의 가스 공급 용기가 가스 캐비넷 안에 설치될 때 그 가스 공급 용기의 절환을 위한 자동 절환 어셈블리를 포함하는 매니폴드 제어기, 하나 이상의 공급 용기에서 누출이 검출되면 가스 캐비넷의 내부 공간을 퍼지하기 위한 자동 퍼지 기구 및 관련 액츄에이터를 포함하여 적절한 구성 요소를 포함할 수 있다.The manifold 426 may include, for example, a flow control valve, a mass flow controller, a process gas monitoring mechanism for monitoring process conditions (such as pressure, temperature, flow rate, concentration, etc.) An automatic purge mechanism for purging the internal space of the gas cabinet when a leak is detected in one or more supply vessels, and an associated actuator And may include suitable components, including,
매니폴드(426)는 캐비넷의 벽(404)에 있는 출구(428)에 연결되며, 그리고 출구(428)는 공급 용기로부터 분배되는 가스를 가스 캐비넷과 결합된 하류의 가스 소비 유닛에 전달하기 위한 배관에 연결될 수 있다. 이 가스 소비 유닛은 예컨대 이온 주입기, 화학적 증기 증착 반응기, 포토리소그래피 트랙, 확산 챔버, 플라즈마 발생기, 산화 챔버 등을 포함할 수 있다. 매니폴드(426)는 공급 용기와 가스 캐비넷으로부터 소정 유량의 분배 가스를 가스 소비 유닛에 제공하도록 구성 및 설치될 수 있다.The manifold 426 is connected to an
상기 가스 캐비넷은 캐비넷의 내부 공간 내에 있는 가스 공급 용기(들)로부터 가스를 분배하는 공정을 모니터링하기 위해 루프 설치식 디스플레이(472)를 가지며, 이 디스플레이는 캐비넷의 내부 공간 안에 있는 매니폴드 요소 및 보조 요소와 연결되어 있다.The gas cabinet has a loop-mounted
가스 캐비넷(402)은 이 캐비넷의 측벽에 있는 환기 가스 입구 포트(449)에 의해 환기 가스를 통과시키도록 되어 있으며, 환기 가스를 캐비넷에 도입시키기 위한 공급 라인이 상기 포트에 의해 캐비넷에 연결될 수 있다. 이렇게 해서, 환기 가스가 가스 캐비넷의 내부 공간으로 도입되어 이러한 내부 공간을 관류해서 루프 설치식 배출 팬(474)으로 가서 캐비넷에서 배출된다.The
이러한 구성으로, 루프 설치식 배출 팬(474)은 캐비넷의 내부 공간으로부터 가스를 화살표 E로 표시된 방향으로 배출시키기 위한 배출 도관(478)에 커플링 피팅(476)에 의해 연결된다. 배출 팬(474)은 적절한 회전 속도로 작동하여, 가스 캐비넷으로부터 가스가 바람직하지 않게 누출되는 것을 막기 위한 다른 방지책으로서 소정의 진공 또는 부압을 캐비넷의 내부 공간에 부여할 수 있다. 그러므로, 배출 도관은 배출물 스트림으로부터 누출 가스를 제거하기 위한 스크러버 또는 추출 유닛과 같은 하류의 가스 처리 유닛(미도시)에 연결될 수 있다.In this configuration, the loop-mounted
이러한 목적으로 유입 공기를 공급하기 위해, 캐비넷, 예컨대 도어는 캐비넷으로부터 내부 공간 가스를 제거하기 위한 소제(sweep) 또는 퍼지(purge) 스트림으로서 주변 공기의 정미(net) 유입이 일어나도록 구성될 수 있다. 따라서, 도어는 통풍창이 형성될 수 있으며 또는 주변 가스가 유입될 수 있도록 다른 식으로 구성될 수 있는데, 예컨대 가스 캐비넷의 외부 주변 환경으로부터 공기가 가스 캐비넷의 내부 공간 내로 유입하여 관류할 수 있게 해주는 통풍창 개구(300, 302)를 가질 수 있다.To supply inlet air for this purpose, the cabinet, e.g., the door, may be configured to cause a net inflow of ambient air as a sweep or purge stream to remove the interior space gas from the cabinet . Accordingly, the door may be formed in a different manner so that a ventilation window may be formed or a peripheral gas may be introduced, for example, a ventilation window that allows air to flow from the external environment of the gas cabinet into the internal space of the gas cabinet, And may have
가스 공급 용기(433)는 예컨대 용기의 내부 공간을 둘러싸는 벽(432)을 포함하는 원통형 컨테이너와 같은 새지 않는 가스 컨테이너를 적절히 포함할 수 있다. 상기 컨테이너의 내부 공간에는 입상 고형 흡착제, 예컨대 탄소, 분자체, 실리카, 알루미나 등과 같은 물리적 흡착제가 들어 있다. 흡착제는 분배될 가스에 대해 높은 흡착 친화성 및 용량을 갖는 종류의 것일 수 있다.The
분배되는 반응 가스가 바람직하게는 초 고순도, 예컨대 "7 ~ 9's" 순도, 더 바람직하게는 "9 ~ 9's" 순도이고 심지어는 그 보다 더 높은 순도를 갖는 반도체 제조와 같은 적용의 경우, 흡착제에 오염 종이 실질적으로 없어야 하며 바람직하게는 본질적으로 완전히 없어야 하는데, 이러한 오염 종은 용기 내에 저장되어 있는 가스의 분해를 야기하고 또한 용기 내부 압력을 원하는 설정점 저장 압력 보다 상당히 높은 수준까지 상승시키게 된다.In applications such as semiconductor fabrication where the reacted gas being dispensed is preferably ultra-high purity, e.g., "7-9's" purity, more preferably "9-9's" purity and even higher purity, The paper must be substantially absent and preferably essentially completely absent which causes decomposition of the gas stored in the vessel and also raises the vessel interior pressure to a level significantly above the desired set point storage pressure.
예컨대, 저장 상태의 가스를 약 대기압을 넘지 않는 압력, 예컨대 약 25 ~ 약 800 torr의 범위로 유지하기 위해 흡착제계 저장 및 분배 용기를 이용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 이러한 대기압 또는 대기압 이하의 압력 수준은 높은 수준의 안전성 및 신뢰성을 제공한다.For example, it is generally desirable to use adsorbent-based storage and dispensing vessels to maintain the stored gas at a pressure that does not exceed about atmospheric pressure, such as in the range of about 25 to about 800 torr. These atmospheric or subatmospheric pressure levels provide a high level of safety and reliability.
흡착제계 저장 및 분배 용기(들)에서 이러한 고순도 가스를 분배하는 작업을 위해서는, 각각의 그러한 공급 용기가 용기 베이크아웃(bake-out) 및/또는 퍼징과 같은 적절한 준비 작업을 거치게 하여, 가스를 방출시키기나 또는 흡착제계 저장 및 분배 시스템의 다음 사용시 가스 분배 작업에 나쁜 영향을 줄 수 있는 오염물이 용기 자체에 없도록 보장하는 것이 바람직하다. 또한, 흡착제 자체는 공급 용기 안에 실리기 전에 적절한 준비 작업(흡착제로부터 모든 외래종을 탈착시키기 위한 전처리와 같은)을 거치거나 또는 대안적으로 흡착제가 용기에 충전된 후에 베이크아웃 및/또는 퍼징을 받을 수 있다.For the task of dispensing such high purity gas in the sorbent-based storage and dispensing vessel (s), each such supply vessel undergoes appropriate preparation, such as bake-out and / or purging, It is desirable to ensure that there is no contaminant in the vessel itself that could adversely affect the gas distribution operation at the next use of the adsorber-based storage and distribution system. In addition, the adsorbent itself may be subjected to a suitable preparation operation (such as pretreatment to desorb all alien species from the adsorbent) before being placed in the supply vessel, or alternatively may be subjected to bakeout and / or purging after the adsorbent is charged to the vessel .
도 3에서 보는 바와 같이, 공급 용기(433)는 수직 방향으로 직립해 있는 기다란 형태이며, 캐비넷의 바닥(408)에 놓이는 하단부 및 상측 목부(436)를 가지며, 이 목부에는 용기를 새지 않게 시일링하기 위한 밸브 헤드(438)가 고정된다. 제작시, 공급 용기(433)는 흡착제로 채워지고 그 후에 흡착 가스가 흡착제에 실리기 전에 또는 후에 밸브 헤드(438)가 예컨대 용접, 경납땜, 연납땜, 적절한 밀봉제를 사용하는 압축 조인트 고정 등에 의해 용기 목부에 고정될 수 있으며, 그래서 그 후 용기는 밸브를 헤드를 갖는 목 조인트에서 새지 않는 특성을 갖게 된다.3, the
밸브 헤드(438)에는, 용기로부터 가스를 선택적으로 분배할 수 있게 해주는 적절한 배관 또는 다른 유동 수단에 용기를 결합시키기 위한 커플링(442)이 제공된다. 상기 밸브 헤드에는, 연결 배관내로의 가스 유동을 흐르게 하거나 끝내기 위해 밸브 헤드의 밸브를 손으로 개폐하기 위한 핸드 휠(439)이 제공될 수 있다. 대안적으로, 밸브 헤드에는 적절한 유동 제어 수단에 연결되는 자동 밸브 액츄에이터가 제공될 수 있으며, 그리하여 분배 작업 중의 가스 유동이 원하는 수준으로 유지된다.The
작동시, 공급 용기(433)의 내부 공간과 매니폴드의 외부 배관/유동 회로 사이에 압력차가 발생되어, 가스가 흡착제로부터 탈착되어 용기로부터 가스 유동 매니폴드(426) 안으로 유입하게 된다. 그리하여, 질량 전달을 위한 농도 구동력이 발생되고, 이 구동력에 의해 가스가 흡착제로부터 탈착되어 용기의 자유 가스 공간 내로 유입하게 되며, 밸브 헤드의 밸브가 열려 있는 중에 용기 밖으로 유출된다.In operation, a pressure differential is generated between the interior space of the
대안적으로, 분배될 가스는 용기(433) 내의 흡착제로부터 적어도 부분적으로 열적으로 탈착될 수 있다. 이러한 목적으로, 캐비넷의 바닥(408)은 용기가 놓이는 전기 작동식 저항 가열 영역을 가질 수 있으며, 그래서 바닥의 저항 가열 영역의 전기적 작동에 의해 열이 용기 및 그 내부의 흡착제에 전달되게 된다. 이러한 가열의 결과, 저장되어 있던 가스는 용기 내의 흡착제로부터 탈착되고 이어서 분배될 수 있다.Alternatively, the gas to be dispensed can be at least partially thermally desorbed from the adsorbent in the
이러한 목적으로 대안적으로 용기는 용기 케이싱을 감싸거나 둘러싸는 가열 재킷 또는 가열 블랭킷의 전개에 의해 가열될 수 있으며, 따라서 용기 및 그의 내용물은 적절히 가열되어 저장된 가스의 탈착 및 다음에 그 가스의 분배가 일어나게 된다.For this purpose, the container may alternatively be heated by the deployment of a heating jacket or heating blanket wrapping or enclosing the container casing, so that the container and its contents are properly heated to allow for the desorption of the stored gas, It happens.
다른 접근 방안으로서, 용기 내에 저장되어 있는 가스의 탈착은 압력차에 의한 탈착 및 열적 탈착 둘다의 추동력하에서 실행될 수 있다.As another approach, the desorption of gases stored in the vessel can be carried out under the impetus of both pressure differential and thermal desorption.
또 다른 대안으로서, 상기 공급 용기에는 캐리어 가스 입구 포트(미도시)가 제공될 수 있는데, 이 포트는 캐비넷의 내부 또는 외부에 있는 캐리어 가스 공급부(미도시)에 연결될 수 있다. 이러한 가스 공급부는 하류의 가스 소비 유닛에서의 처리에 해롭지 않는 적절한 가스, 예컨대 불활성 가스 또는 기타 가스의 유동을 제공할 수 있다. 이렇게 해서, 가스가 용기를 통해 유동하여, 용기 내의 흡착제로부터 흡착 가스가 탈착되게 하는 농도 구배가 생기게 된다. 그러므로, 캐리어 가스는 질소, 아르곤, 크립톤, 크세논, 헬륨 등과 같은 가스일 수 있다.As another alternative, the supply vessel may be provided with a carrier gas inlet port (not shown), which may be connected to a carrier gas supply (not shown) inside or outside the cabinet. Such a gas supply part can provide a flow of a suitable gas, such as an inert gas or other gas, which is not harmful to the processing in the downstream gas consumption unit. In this way, a concentration gradient is created which causes the gas to flow through the vessel and desorb the adsorbed gas from the adsorbent in the vessel. Therefore, the carrier gas may be a gas such as nitrogen, argon, krypton, xenon, helium, and the like.
도 3에서 보는 바와 같이, 공급 용기(433)는 통상적인 종류의 스트랩 체결구(446, 448)에 의해 가스 캐비넷 내의 위치에 유지된다. 넥링(neck ring)과 같은 다른 체결구도 사용될 수 있으며, 또는 가스 캐비넷의 바닥에 있는 수용 함몰부 또는 공동부(그 안에 있는 용기의 하단부를 짝을 이루어 수용한다), 안내 부재 또는 가스 캐비넷의 내부 공간 내의 원하는 위치에 용기를 고정되게 유지하는 격실 구조와 같은 다른 고정 구조도 사용될 수 있다.As shown in Fig. 3, the
단지 하나의 용기(433)가 도 3에서 가스 캐비넷안에 나타나 있지만, 이러한 가스 캐비넷은 그안에 하나, 둘 또는 세개의 용기를 유지하도록 구성 및 설치되어 있는 것으로 나타나 있다. 용기(433)에 추가하여, 선택적인 제 2 용기(460) 및 선택적인 제 3 용기(462)가 도 3에서 점선으로 나타나 있으며, 각각의 스트랩 체결구(464, 466)(선택적인 용기(460)를 위한 것임) 및 스트랩 체결구(468, 470)(선택적인 용기(462)를 위한 것임)와 결합된다.Although only one
명백히 알 수 있는 바와 같이, 상기 가스 캐비넷은 하나 이상의 용기를 그 안에 수용하기 위해 넓게 변경될 수 있다. 이렇게 해서, 어떤 수의 가스 공급 용기라도 단일의 인클로저 안에 유지될 수 있으며, 그리하여 종래의 고압 압축 가스 실린더의 사용과 관련하여 향상된 안전성과 공정 신뢰성이 제공된다.As will be appreciated, the gas cabinet may be widely varied to accommodate one or more vessels therein. In this way, any number of gas supply vessels can be maintained in a single enclosure, thus providing enhanced safety and process reliability in connection with the use of conventional high pressure compressed gas cylinders.
이렇게 해서, 하류의 가스 소비 유닛에서 필요한 다양한 가스 성분들을 공급하기 위한 또는 각기 동일한 가스를 포함하는 복수의 용기를 제공하는 복수의 흡착제 내포 가스 공급 용기가 제공될 수 있다. 가스 캐비넷내의 복수의 용기 내의 가스는 그래서 서로 동일하거나 서로 다를 수 있으며, 각각의 용기들이 동시에 작동하여 하류의 가스 소비 유닛을 위해 그 용기들로 가스를 빼낼 수 있으며 또는 각각의 용기들은 사이클 타이머 프로그램 및 자동화된 밸브/매니폴드 작동 수단으로 작동되어 용기들을 연속적으로 열어 연속 작동을 제공하거나 아니면 하류의 가스 소비 유닛의 공정 요건을 수용할 수 있다.In this way, a plurality of adsorbent containing gas supply vessels for supplying the various gas components required in the downstream gas consumption unit or providing a plurality of vessels each containing the same gas can be provided. The gases in the plurality of vessels in the gas cabinet may thus be the same or different from each other and each vessel may be operated simultaneously to draw gas to the vessels for the downstream gas consumption unit, Operate with automated valve / manifold actuation means to continuously open the containers to provide continuous operation or to accommodate process requirements of the downstream gas consumption unit.
상기 디스플레이(472)는 관련 컴퓨터/마이크로프로세서 수단과 함께 프로그램가능하게 설치되어, 공정 작업의 상태, 분배된 가스가 하류에서 유동하는 양, 남은 시간 또는 분배 작업을 위한 가스량 등을 나타내는 시각적 출력을 제공할 수 있다. 디스플레이는 캐비넷에 대한 유지 보수 작업의 시간 또는 빈도를 나타내는 출력 또는 가스 캐비넷 어셈블리의 작동, 사용 및 유지 보수에 적합한 다른 적절한 정보를 제공할 수 있다.The
상기 디스플레이는 또한 가스 캐비넷내의 용기의 교환의 필요성, 누출 발생, 사이클 종료 또는 다른 일의 접근, 가스 캐비넷의 작동, 사용 및 유지 보수에 유용한 상태 또는 공정 조건을 알려주는 청각적 경보 출력 수단을 포함할 수 있다.The display also includes audible alarm output means for indicating the conditions or process conditions useful for the need for replacement of the vessel in the gas cabinet, the occurrence of leaks, the end of the cycle or other work, the operation, use and maintenance of the gas cabinet .
그러므로, 본 발명의 가스 캐비넷 어셈블리는 반도체 제조 설비에 있는 처리 유닛과 같은 하류의 가스 소비 유닛에 반응 가스(들)를 공급하기 위한 유연한 수단을 제공하기 위해 형태와 기능 면에서 넓게 변경될 수 있음을 알 수 있을 것이다.Therefore, the gas cabinet assembly of the present invention can be widely varied in form and function to provide a flexible means for supplying the reaction gas (s) to a downstream gas consuming unit such as a processing unit in a semiconductor manufacturing facility You will know.
도 3에 나타나 있는 가스 캐비넷 장치는 반도체 재료와 장치의 제조 및 기타 가스 소비 처리 작업에 이용되는바, 여기서 상기 가스 캐비넷 장치는 예컨대 수소화물 가스, 할로겐화물 가스, 그리고 예컨대 실란, 디보란, 게르만, 암모니아, 인화수소, 비화수소, 안티몬화수소, 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소, 삼불화붕소, B2F4, 육불화텅스텐, 염소, 염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소 및 불화수소를 포함하는 기상 유기금속 5 족 화합물의 신뢰적인 "주문형" 공급부를 제공한다.The gas cabinet apparatus shown in FIG. 3 is used in the manufacture of semiconductor materials and devices and other gas consumption processing operations, such as hydride gas, halide gas and, for example, silane, diborane, A gaseous organic metal including ammonia, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen antimonide, hydrogen sulfide, hydrogen selenide, hydrogen telluride, boron trifluoride, B 2 F 4 , tungsten hexafluoride, chlorine, hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, 5-group < / RTI >
이러한 가스의 경제적이고 신뢰적인 공급부를 제공함으로써(가스는 흡착제에 흡착 상태로 비교적 저압으로 안전하게 유지되며 나중에 가스 사용 지점으로 쉽게 분배된다), 도 3의 장치는 종래의 고압 가스 실린더와 관련된 위험과 가스 취급 문제를 피할 수 있다.By providing an economical and reliable supply of this gas (the gas is kept safe at relatively low pressure in the adsorbed state on the adsorbent and is easily distributed later to the point of use of the gas), the apparatus of FIG. 3 presents the risks associated with conventional high- Handling problems can be avoided.
도 3의 장치에서, 가스 캐비넷을 통과하는 환기 가스 유동은 유체 공급 용기 내 유체의 잔량에 따라 조절되며, 따라서 용기가 분배 공정의 끝에 도달할 때까지 유체 공급 용기 내의 유체 잔량이 점진적으로 감소함에 따라 환기 가스 유량이 점진적으로 감소된다.In the apparatus of Figure 3, the venting gas flow through the gas cabinet is adjusted in accordance with the remaining amount of fluid in the fluid supply vessel, and therefore, as the fluid level in the fluid supply vessel gradually decreases until the vessel reaches the end of the dispensing process The ventilation gas flow rate is gradually reduced.
도 4는 다수의 흡착제계 유체 공급 용기(522, 524, 526, 528, 530)가 들어 있는 가스 캐비넷(502)을 포함하는 유체 공급 시스템(500)을 개략적으로 나타내는 것으로, 여기서 가스 캐비넷은 각각의 유체 공급 용기를 위한 서브인클로저(512, 514, 516, 518, 520)를 제공하도록 격벽(504, 506, 508, 510)으로 분할되어 있다. 분할실은 환기 라인(594, 596, 598, 600, 602)에 의해 개별적으로 환기된다. 가스는 서브인클로저 내의 용기로부터 분배되고 각 서브인클로저 내의 각 용기에 연결되어 있는 매니폴드 라인(592)에 분배되며, 따라서 각 유체 공급 용기가 비워짐에 따라 그 용기의 밸브 헤드 어셈블리에 있는 밸브를 적절히 닫으면 그 용기는 매니폴드와의 유동 연통이 닫히고, 그리고 다음에 계속되는 용기가 매니폴드 라인(592)과의 유동 연통이 열리게 된다.4 schematically depicts a
대안적으로, 각각의 용기가 상이한 유체를 담고 있으면, 각각의 용기는 도면에 나타나 있는 공통의 매니폴드 라인(592) 대신에 개별적인 분배 라인을 가질 수 있다.Alternatively, if each vessel contains a different fluid, each vessel may have a separate distribution line instead of the common manifold line 592 shown in the figures.
각 서브인클로저(512, 514, 516, 518, 520)의 환기는 깨끗한 건공기(CDA), 아르곤, 헬륨, 질소 등의 환기 가스의 공급부(554)의 제공으로 실행되며, 환기 가스 공급부(554)는 환기 가스 이송 라인(556)에 의해 페널라이징 가스 매니폴드(552)에 연결되며, 이 매니폴드는 유동 제어 밸브(560, 564, 568, 572, 576)를 갖는 분기 라인(558, 562, 566, 570, 574)에 결합된다. 각각의 분기 라인(558, 562, 566, 570, 574)은 각 서브인클로저(512, 514, 516, 518, 520) 중의 대응하는 서브인클로저와 유동 연통하여 결합된다.The ventilation of each of the sub enclosures 512, 514, 516, 518 and 520 is carried out by the provision of ventilation
상기 유동 제어 밸브(560, 564, 568, 572, 576)는 원하는 경우 제어기(580)로 선택적으로 조절될 수 있으며, 이 제어기는 신호 전달 라인(582, 584, 586, 588, 590)으로 각각의 이러한 유동 제어 밸브에 결합된다. 도시되어 있지는 않지만, 제어기(580)는 유체 잔량, 분배되는 유체의 압력, 유체 공급 용기의 중량(그래서 유체 잔량을 간접적으로 모니터링함), 탈착열(분배 작업 중에 유체 공급 용기 내에 있는 물리적 흡착제로부터 가스를 탈착시키는데 들어가는 열), 서브인클로저 내의 온도, 분배되는 유체의 누적 부피 또는 다른 작동 조건, 장비 세팅, 시간 경과, 공정 파라미터 또는 인클로저(502)의 특정 서브인클로저(들)에서 환기 가스 유동을 조절하기 위한 기초를 제공하는 다른 변수를 모니터링하기 위한 감지 요소에 적절히 연결되어 있다.The
일반적으로, 유체 공급 용기 내의 유체와 관련된 위험한 수준 또는 소정의 위험에 대응하여 환기 가스 유동을 조절하는 것은 어떤 적절한 관계, 비, 파라미터 또는 상호 연관에 기초할 수 있다. 본원에 개시된 것은 유체 공급 용기 내에 있는 또는 그로부터 나오는 유체의 압력 또는 잔량이 이러한 조절에 대한 기초를 제공하는 실시형태의 설명에 관한 것이지만, 유체 공급 용기 내의 유체와 관련된 위험 수준 또는 소정의 위험은 특정 적용 분야에서 어떤 적절한 방식으로도 정량화되거나 이용될 수 있다.In general, regulating the ventilation gas flow in response to a dangerous level or a predetermined risk associated with the fluid in the fluid supply container may be based on any suitable relationship, ratio, parameter or interrelationship. Although disclosed herein relates to the description of embodiments in which the pressure or level of fluid in or out of the fluid supply container provides a basis for such control, the level of risk or the risk associated with the fluid in the fluid supply container may vary depending on the particular application Can be quantified or used in any appropriate manner in the field.
여기서 본 발명의 특정 양태, 특징 및 실례적인 실시형태를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 이용이 그래서 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자들이라만 암시받을 수 있는 바와 같이, 본원의 개시 내용에 근거한 다른 많은 변경, 수정 및 대안적인 실시형태까지 확장되어 이들을 포괄하는 것임을 이해할 것이다. 따라서, 다음에 청구되는 바와 같은 본 발명은 그의 요지와 범위내에 있는 그러한 모든 변경, 수정 및 대안적인 실시형태를 포함하여 넓게 이해되고 해석되는 것이다.While the invention has been described herein with reference to specific aspects, features and illustrative embodiments of the invention, it is to be understood that the invention is not so limited and may be modified and changed without departing from the scope of the invention, It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications, alternatives, and alternatives according to the teachings of the present disclosure. Accordingly, the invention as claimed below is to be broadly construed and interpreted, including all such alterations, modifications, and alternative embodiments which fall within the spirit and scope thereof.
Claims (27)
상기 인클로저를 통한 환기 가스 유동을 제어하는 유동 조절기;
(ⅰ) 상기 인클로저 내의 상기 유체 공급 용기 또는 관련 유동 회로로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준에 영향을 미치는, 상기 유체 공급 용기 내의 또는 유체 공급 용기로부터 분배되는 유체, 인클로저, 또는 유체 공급 용기의 특성을 모니터링하며, 또한 (ⅱ) 모니터링되는 특성과 상관이 있는 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 어셈블리로서, 상기 특성은 상기 유체 공급 용기의 유체 잔량을 포함하는, 상기 모니터링 어셈블리; 및
상기 모니터링 어셈블리로부터 상기 모니터링 신호를 수신하고, 상기 인클로저 내의 상기 유체 공급 용기로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준과 관련하여 상기 유체 공급 용기의 유체 잔량의 특성에 기초하여 상기 유동 조절기를 응답적으로 조정하도록 배치된 제어기로서, 상기 유체 공급 용기로부터의 유체의 분배 중에 상기 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 감소시킴으로써, 상기 인클로저를 통한 환기 가스 유동이 유체의 분배 중에 유체 잔량이 감소함에 따라 계속해서 감소되게 하는, 상기 제어기를 포함하는
환기 가스 관리 시스템.A ventilation gas management system for an enclosure, the enclosure comprising a fluid supply container and a flow circuit connected to the fluid supply container and configured to flow ventilation gas through the enclosure,
A flow regulator to control the flow of ventilation gas through the enclosure;
(I) a fluid, enclosure, or fluid supply container in the fluid supply container or from a fluid supply container that affects the level of hazard or risk associated with fluid leakage from the fluid supply container or associated flow circuit within the enclosure And (ii) a monitoring assembly outputting a monitoring signal correlated with the monitored characteristic, wherein the characteristic comprises a fluid level of the fluid supply vessel; And
Receiving the monitoring signal from the monitoring assembly and responsive to the nature of the fluid level of the fluid supply vessel in relation to the level of hazards or hazards associated with fluid leakage from the fluid supply vessel within the enclosure, Wherein the ventilation gas flow through the enclosure continues to decrease as the fluid level decreases during dispensing of the fluid by reducing the flow of ventilation gas through the enclosure during dispensing of the fluid from the fluid supply vessel Said controller comprising:
Ventilation gas management system.
환기 가스 유동을 관리하도록 구성되어 있는 경우, 상기 인클로저는 복수의 유체 공급 용기의 각각을 위한 개별적인 서브인클로저를 제공하도록 구획되어 있으며, 상기 환기 가스 관리 시스템은 각각의 서브인클로저를 통한 환기 가스 유동을 관리하도록 되어 있는
환기 가스 관리 시스템, The method according to claim 1,
Wherein the enclosure is configured to provide a respective sub-enclosure for each of the plurality of fluid supply vessels, wherein the ventilation gas management system manages the flow of ventilation gas through each sub-enclosure, Intended to
Ventilation gas management system,
반도체 제조 설비에서 이온 주입기의 가스 박스와 함께 작동 가능하게 배치되어 있는 경우, 상기 가스 박스를 통한 환기 가스의 유동을 조절하는
환기 가스 관리 시스템.The method according to claim 1,
When operatively disposed with a gas box of an ion implanter in a semiconductor manufacturing facility, regulates the flow of ventilation gas through the gas box
Ventilation gas management system.
상기 가스 박스는 흡착제계 유체 공급 용기를 포함하는
환기 가스 관리 시스템.6. The method of claim 5,
The gas box comprises an adsorbent-based fluid supply vessel
Ventilation gas management system.
제 1 항에 따른 가스 관리 시스템을 제공하는 단계와,
상기 인클로저 내의 상기 유체 공급부 또는 관련 유동 회로로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준에 영향을 미치는, 유체 공급부 내의 또는 유체 공급부로부터 분배되는 유체, 인클로저, 또는 유체 공급부의 특성을 모니터링하는 단계와,
상기 모니터링에 응답하여, 상기 인클로저 내의 상기 유체 공급부로부터의 유체 누출과 관련된 유해 또는 위험의 수준과 관련하여 상기 유체 공급부로부터의 유체의 분배 중에 상기 유체 공급부 내의 유체의 잔량에 기초하여 상기 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 조절하는 단계를 포함하는
가스 공급 방법.A method for supplying a gas from a fluid supply in an enclosure through which a ventilation gas flows,
Providing a gas management system according to claim < RTI ID = 0.0 > 1, <
Monitoring the characteristics of a fluid, enclosure, or fluid supply that is dispensed within or from the fluid supply that affects the level of hazard or risk associated with fluid leakage from the fluid supply or associated flow circuit within the enclosure;
In response to the monitoring, venting through the enclosure based on a remaining amount of fluid in the fluid supply during distribution of the fluid from the fluid supply in relation to a level of hazard or danger associated with fluid leakage from the fluid supply within the enclosure Controlling the flow of the gas
Gas supply method.
상기 조절하는 단계는, 유동 제어 밸브, 댐퍼, 크기 가변형 제한 유동 오리피스 장치(variable-size restricted flow orifice devices), 질량 유동 제어기, 가변 속도 펌프 및 가변 속도 송풍기로 이루어진 그룹에서 선택되는 유동 제어 장치를 조정하는 단계를 포함하는
가스 공급 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the adjusting comprises adjusting a flow control device selected from the group consisting of a flow control valve, a damper, variable-size restricted flow orifice devices, a mass flow controller, a variable speed pump and a variable speed blower ≪ / RTI >
Gas supply method.
상기 조절하는 단계는, 상기 인클로저의 외부에 배치되고 상기 모니터링을 위한 상기 인클로저 내의 적어도 하나의 센서와 작동 가능하게 연결되는 데이터 수집 모듈로부터 데이터를 취득하는 단계를 포함하는
가스 공급 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the adjusting comprises obtaining data from a data collection module disposed outside the enclosure and operatively connected to at least one sensor in the enclosure for monitoring
Gas supply method.
상기 조절하는 단계는, 비경보 조건 및 인클로저의 접근 구조체의 폐쇄 특성 하에서 유체 공급부로부터 유체를 분배할 때에는 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 감소시키며, 또한 유체 공급부, 유동 회로, 인클로저 및/또는 분배된 유체를 소비하는 공정과 관련된 경보 조건이 발생되거나, 또는 인클로저의 접근 구조체가 개방될 때에는 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 증가시키는
가스 공급 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the adjusting step reduces the flow of venting gas through the enclosure when dispensing fluid from the fluid supply under non-alarm conditions and the closing feature of the accessory structure of the enclosure, and further comprising controlling the fluid supply, the flow circuit, the enclosure and / An alarm condition associated with the process of consuming the fluid is generated, or when the access structure of the enclosure is opened, the flow of ventilation gas through the enclosure is increased
Gas supply method.
상기 조절하는 단계는 유체 공급부로부터의 유체의 분배 중에 인클로저를 통한 환기 가스의 유동을 감소시킴으로써, 인클로저를 통한 환기 가스 유동이 유체의 분배 중에 유체 잔량이 감소함에 따라 점진적으로 감소되게 하는
가스 공급 방법.12. The method of claim 11,
The adjusting step reduces the flow of ventilation gas through the enclosure during distribution of the fluid from the fluid supply, such that the ventilation gas flow through the enclosure is progressively reduced as the fluid level decreases during dispensing of the fluid
Gas supply method.
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